換流站站用電備自投邏輯分析與改進(jìn)建議

王喆 黃家銘 陳飛 吳劍波

摘 要：換流站由于配置了閥冷卻系統(tǒng)等大量輔助設(shè)備，對(duì)站用電源的可靠性有極高的要求。本文以宜都換流站為例，對(duì)站用電系統(tǒng)10kV、400kV備自投系統(tǒng)進(jìn)行介紹，重點(diǎn)對(duì)10kV和400V備自投系統(tǒng)的動(dòng)作過(guò)程進(jìn)行了分析，并對(duì)10kV和400V備自投系統(tǒng)的動(dòng)作延時(shí)配合提出了改進(jìn)建議。

關(guān)鍵詞：換流站；站用電；備自投

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.152

1 引言

換流站由于換流閥運(yùn)行中會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，配置了閥冷卻系統(tǒng)等大量輔助設(shè)備，這些設(shè)備需要不間斷運(yùn)行，因此換流站對(duì)站用電源的可靠性有極高的要求。換流站的站用電大多采用了三路電源，并配置了備自投系統(tǒng)，以保證供電的可靠性。

2 宜都換流站站用電概述

宜都站站用電系統(tǒng)采用三回35kV電源供電。在正常運(yùn)行方式下，35kV I回、II回、III回通過(guò)35/10kV變壓器給10kV I母、II母、III母供電，10kV I母通過(guò)10 /0.4kV變壓器給極I、極II 400V SA母線供電，10kV III母通過(guò)10 /0.4kV變壓器給極I、極II 400V SB母線供電。

10kV母線進(jìn)線開(kāi)關(guān)101、102、103與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)131、132之間能實(shí)現(xiàn)備自投功能；400V開(kāi)關(guān)411、412、 410之間以及421、422、420之間能實(shí)現(xiàn)備自投功能。宜都站站用電接線如圖1所示：

3 備自投切換邏輯

3.1 10kV備自投切換原則

10kV備自投系統(tǒng)動(dòng)作的判據(jù)為35/10kV站用變低壓側(cè)電壓OK信號(hào)，當(dāng)此電壓OK信號(hào)消失達(dá)到1s時(shí)（或電壓OK信號(hào)恢復(fù)后），10kV備自投系統(tǒng)開(kāi)始動(dòng)作出口，延時(shí)0.02s發(fā)出開(kāi)關(guān)分閘指令，延時(shí)0.6s發(fā)出開(kāi)關(guān)合閘指令。

3.2 10kV備自投動(dòng)作順序（以站用電35KV I回為例）

（1）站用電 35KV I回故障時(shí)，延時(shí)1.02s跳開(kāi)101開(kāi)關(guān)，延時(shí)1.6s合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)131。10kV母線失電時(shí)間約為1.6s。

（2）站用電35KV I回故障后電壓恢復(fù)，則延時(shí)0.02s跳開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)131，延時(shí)0.6s合上101開(kāi)關(guān)。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)分閘與進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間間隔為0.58s，故10kV母線失電時(shí)間為0.58s。

（3）站用電35KV I回瞬時(shí)故障后電壓恢復(fù)，且1.02s﹤t（失電時(shí)間）<1.6s。此種情況下，101開(kāi)關(guān)延時(shí)1.02s自動(dòng)跳開(kāi)，但因失電時(shí)間未達(dá)到備自投合閘延時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)131不會(huì)合閘。待電壓恢復(fù)后，會(huì)延時(shí)0.6s再重新合上101開(kāi)關(guān)。在這種情況極端下，10kV母線失電時(shí)間最長(zhǎng)可達(dá)到2.2s。

3.3 400V備自投切換原則

400V備自投系統(tǒng)是否動(dòng)作的判據(jù)為10/400V站用變低壓側(cè)電壓OK信號(hào)，當(dāng)此電壓OK信號(hào)消失后（或電壓OK信號(hào)恢復(fù)后），備自投系統(tǒng)動(dòng)作，延時(shí)4s發(fā)出開(kāi)關(guān)分閘指令，延時(shí)5s發(fā)出開(kāi)關(guān)合閘指令。

3.4 400V備自投動(dòng)作順序（以極1 400V段為例）

（1）11B或12B失電，則延時(shí)4s跳開(kāi)411或412開(kāi)關(guān)，延時(shí)5s合上聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)410。400kV母線失電時(shí)間約為5s。

（2）11B或12B電壓恢復(fù)，則延時(shí)4s跳開(kāi)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)410，延時(shí)5s合上411或412開(kāi)關(guān)。聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)分閘與相應(yīng)進(jìn)線開(kāi)關(guān)合閘時(shí)間間隔為1s，故400kV母線失電時(shí)間為1s。

（3）11B或12B瞬時(shí)失電后恢復(fù)，且4s﹤t（失電時(shí)間）<5s。此種情況下，411或412延時(shí)4s自動(dòng)跳開(kāi)，但因失電時(shí)間未達(dá)到備自投合閘延時(shí)，聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)410不會(huì)合閘。待電壓恢復(fù)后，會(huì)延時(shí)5s再重新合上411或412開(kāi)關(guān)。在這種情況極端下，400V母線失電時(shí)間最長(zhǎng)可到達(dá)約10s。

4 備自投邏輯改進(jìn)建議

根據(jù)上面?zhèn)渥酝秳?dòng)作時(shí)序的分析，10kV備自投完成動(dòng)作時(shí)間最多為 2.2s，400V備自投的延時(shí)設(shè)定可考慮與2.2s的時(shí)間進(jìn)行配合。而目前400V備自投的動(dòng)作延時(shí)設(shè)定4s。在較為極端的情況下，400V母線失電時(shí)間最長(zhǎng)可能達(dá)到10s，造成某些重要負(fù)荷（如內(nèi)冷水主循環(huán)泵）也隨之失電，有可能對(duì)直流輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。

考慮到信號(hào)傳輸及各開(kāi)關(guān)本身的分合閘時(shí)間，則可考慮將400V備自投的分閘延時(shí)由4s改為3s。由于400V進(jìn)線開(kāi)關(guān)與聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的合閘回路中已設(shè)置了軟件聯(lián)鎖，可防止兩路電源并列，故400V備自投的合閘延時(shí)可考慮由5s縮短至4s。這樣，400V母線可能發(fā)生的最長(zhǎng)失電時(shí)間可由10s縮短至約7s，減少了重要負(fù)荷的停電時(shí)間，提高了直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙婉君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社， 2004.

作者簡(jiǎn)介：王喆（1980-），男，湖北武漢人，碩士研究生，高級(jí)工程師，從事直流換流站運(yùn)維工作。