特高壓換流站設備投運安全隔離策略探究

涂亞軍，焦平文，呂世磊，周衛(wèi)波，安重霖

（1.華東送變電工程有限公司，上海 201803；2.國網(wǎng)山東省電力公司建設公司，山東 濟南 250001）

0 引言

特高壓直流換流站使用了兩個12脈動換流器的方式進行接線，這些換流器可以獨立工作，還能夠和其他設備進行組合，提高工作效率，可見直流系統(tǒng)在使用中非常靈活，在進行換流站施工建設過程中，可以達到良好的分期投運效果，對于一般的管理人員而言，大都選用這一型號的換流器，在建設初期就能發(fā)揮直流輸電工程的輸電效益，為以后正式運營奠定基礎。

1 交流場帶電隔離具體措施

1.1 設備電壓使用范圍

對于交流場而言，設備運行中要求電壓是500 kV，交流濾波器場的帶電安全范圍是500 kV，高壓站用變的安全帶電范圍是500 kV，站用變帶電安全范圍是35 kV，開關室的帶電安全范圍是10 kV，公用站用電室的帶電安全范圍是400 V［1］。

1.2 一次設備分期投運安全隔離策略

將500 kV的交流場斷開，會達到極兩高端、極兩低端、極一高端換流變壓器的引線，其中的換流變進線處于合理的帶電范圍，換流變引線具體連接位置可以參考圖1、圖2分析，對于已定完全斷開的引線，在進行綁扎時必須牢靠，在此基礎上做好對換流變引線的接地處理，保證線路的安全性［2］。

圖1 換流變進線解引位置局部圖

圖2 換流變進線解引位置整體圖

1.3 二次設備實際運行電壓范圍

電站中的用電小室，主要的帶電范圍有輔助系統(tǒng)的接口屏，進行光纖通信的接口屏，站內的用電測量控制屏，GPS時鐘擴展屏，在系統(tǒng)中會有保護屏和接口屏。對于相關的繼電器而言，在小室的帶電范圍主要包括輔助系統(tǒng)的接口屏，光纖通信系統(tǒng)的接口屏，安控和從控屏，PMU相角的監(jiān)測屏，電度表屏，GPS時鐘擴展屏，交流線路中的故障測距屏，保護和故障錄波子站的數(shù)據(jù)采集屏，交流線路故障的錄波屏，母線的保護屏，斷路器的保護屏，交流線路中的保護屏，交流場中的測控屏。交流濾波器場內的繼電器小室，帶電設備主要有GPS時鐘的擴展屏，光纖通信系統(tǒng)中的接口屏，光TA接口屏，濾波器操作箱屏，濾波器的保護屏，交流濾波器的測量控制屏。主控室中的帶電設備主要是光纖通信系統(tǒng)中的接口屏、運行工作站屏、服務器中系統(tǒng)屏、規(guī)約轉換屏、輔助系統(tǒng)測量控制屏、通信接口屏、工程師工作站與運行人員工作站。

2 二次設備分期投運安全隔離策略

2.1 交流控制系統(tǒng)和直流閥組控制系統(tǒng)聯(lián)鎖回路

結合相應的設計原理，主機中的4個控制閥要與對應的交流控制主機有一定的聯(lián)鎖信號，作用是作為隔離的遙控動作，對線路進行有效順序操作，具體功能對應的信號名稱如表1所示，可供參考進行分析。在測控屏當中技術人員可以直接拆除外面的電纜，對一些裸露的線頭進行處理，避免出現(xiàn)漏電問題，為達到交流帶電操作的目的，必須對接地開關、進線側隔離開關、進線開關遙控操作，為達到這一效果，可以進行短接，輸入高電平，以符合開關操作時的聯(lián)鎖條件。但該操作方式也存在一定的風險，例如在該部分如果沒有完全實施安全隔離處理，對直流控制系統(tǒng)進行調試的過程中，直流控制經(jīng)過交流控制系統(tǒng)出口，引發(fā)相關設備的誤動，后果將非常嚴重。

表1 直流和交流信號關聯(lián)情況

2.2 交流進線開關跳閘問題

在直流控制保護系統(tǒng)中，完成安裝后需要及時調試，或者定期進行檢查，保證整個線路運行的安全。在調試過程中需要對緊急停運按鈕和保護出口跳閘進行測試，避免帶電設備發(fā)生誤動，因此要在啟動失靈的對應的斷路器保護屏上以及跳交流進線對應的斷路器保護屏上將電纜接線斷開，做好裸露線頭的絕緣保護。這種防護措施也存在一定的風險，對這些設備如果沒有完全進行安全隔離，進行直流控制調試過程中，跳閘命令經(jīng)斷路器保護屏的操作箱出口，導致在交流場的開關發(fā)生誤動，直接影響整個系統(tǒng)的安全性。

2.3 TA回路保護措施

直流控制保護系統(tǒng)要和交流場連接，在直流工程中TA回路屬于直流保護系統(tǒng)范圍，在交流場中TA要和換流變保護測量單元進行連接，主要進行差動和過流保護，極2、極2高端、極1低端、極1等進線回路必須在交流系統(tǒng)帶電前進行短接退出。具體操作：連接TA一側的電流，進行短接，然后將電流端連接片打開，有效隔離了電流回路，這一操作也存在一定的風險，在這一環(huán)節(jié)如果實施的隔離不徹底，那么在進行線路調試過程中，TA在注流過程中，就會引發(fā)TA開路，直接影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定。

2.4 TA線路出現(xiàn)故障

結合直流控制保護的要求，對其進行合理的設計，遵循基本的設計原理，實際使用的500 kV交流母線電壓互感器，有必要直接接入到雙極控制系統(tǒng)當中，可以很好地發(fā)揮無功控制的作用，其中的線路分別與對應的閥組控制系統(tǒng)進行連接，對換流變帶電進行邏輯判斷，但是對于交流系統(tǒng)而言，在其帶電之前，必須在各自電壓回路中的空氣開關斷開，在此基礎上斷開空氣下面的接頭連接，在開口三角回路中解開L線，并將線路進行絕緣保護，不能出現(xiàn)漏電問題。這些設備在交流區(qū)域啟動過程中，可以保證二次電壓不會進入到直流控制保護裝置內，提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.5 無功控制回路處理

有效進行無功控制，將其中的特征諧波完全濾除掉，在此基礎上，還可以將無功功率提供給直流系統(tǒng)。在此過程中主要應用的隔離措施是在AFC屏內將光纖拔出，然后將CAN總線完全斷開，有效對雙極控制系統(tǒng)發(fā)出的命令進行屏蔽。這一措施方式也存在一定風險，如果不能完全實施安全隔離，對直流無功控制功能進行調試的過程中，交流濾波器已經(jīng)處于帶電范圍，處理時很容易出現(xiàn)誤操作，直接影響系統(tǒng)運行的安全性［4］。

3 極1低端帶電隔離措施

3.1 一次設備安全隔離措施

在安全隔離中也按照上述交流帶電安全隔離方法進行，但是也存在一些不同，對500 kV的交流場進行恢復，將隔離開關調整到分閘狀態(tài)，根據(jù)控制位置打到就地，將其中的一次連桿拆除掉，將不同的區(qū)域進行隔離。如果沒有完全實施安全隔離，在使用中容易出現(xiàn)安全隱患，進行高、低端閥組調試過程中，將一些設備接入到帶電區(qū)域，影響系統(tǒng)安全。除此之外，技術人員還可以斷開500 kV交流場，使用換流變進線，滿足其帶電范圍，所斷開的引線需要綁扎牢靠，并做好換流變引線的接地措施。對交流場帶電安全隔離時，當換流站交流場帶電運行之后，對直流場設備進行施工操作，或者進行使用控制中，不會影響周圍的設備，除此之外，還要嚴格控制一次帶電設備的范圍，否則在管理中容易出現(xiàn)問題。

3.2 二次設備安全隔離操作

通過得到的數(shù)據(jù)，對相關信號進行恢復，確保直流系統(tǒng)的作用，讓其對開關進行控制。啟動失靈回路，這樣當發(fā)現(xiàn)直流系統(tǒng)出現(xiàn)故障后，可以直接跳開交流開關。恢復進線電流中的TA接線，保證過流保可以正常輸出。恢復TV這一接線，這樣直流系統(tǒng)可以直接進行無功控制，上述安全隔離措施也存在一定的風險，如果不完全實施這些安全措施，因此在處理過程中要加倍小心，避免出現(xiàn)上述問題，保證系統(tǒng)運行的安全和穩(wěn)定。嚴格按照上述的具體措施進行處理，保證特高壓換流站設備運行的安全。

4 結語

通過對特高壓換流站設備分期投運安全隔離策略分析，發(fā)現(xiàn)分期投運安全隔離工作內容較多，實際操作比較復雜，為保證系統(tǒng)的安全運行，必須將所有的安全隔離操作都做到位，不能出現(xiàn)任何遺漏項目，提高整體的安全性。