换流站换相失败浅析

2014-12-11张萌覃文念黄超

中国科技纵横 2014年24期

关键词：系统故障二进制电力公司

张萌覃文念黄超

(1.国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉 430050;2.国网湖北省电力公司宜都市供电公司,湖北宜昌 443000;3.国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉 430050)

换流站换相失败浅析

张萌1覃文念2黄超3

(1.国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉 430050;2.国网湖北省电力公司宜都市供电公司,湖北宜昌 443000;3.国网湖北省电力公司检修公司,湖北武汉 430050)

对换相失败原理进行分析,就换相失败的波形分析及ABB MACH2系统中关于换相失败保护原理做出介绍。同时对引起换相失败的几种原因进行了探讨,对丢失脉冲和交流系统故障引起的换相失败波形进行了分析。

换相失败丢脉冲交流系统故障

1 逆变站换相本原理

现就逆变站正常换相原理作简单介绍(图1）:

图1 RTDS模型上得到的逆变站正常换相时的波形

以1号阀和3号阀换相进行说明,具体时刻如波形上红轴至绿轴,红色坐标轴为1号阀开始关断,3号阀开始导通。绿色轴为换相结束,1号阀关断,3号阀完全导通,可以看到在换相结束后在换相结束后A相的电压(－222KV)是低于B相(-193)的,1号阀可以关断。

换相失败的特征是:①关断角小于7度；②直流电压下降到零；③直流电流增大；④交流侧短时开路；⑤基波或二次谐波分量进入直流系统。

此外,引起逆变器发生换相失败的原因主要有,阀短路、丢脉冲、交流系统故障等,下面简单对这些情况进行分析。

2 实例分析

在2006年6月19日,龙泉换流站因控制系统切换导致触发脉冲短暂丢失而引起换相失败(图2)。

图2 极II换流阀结构图

故障录波的触发时刻是15:10:38:723。从录波图中看出极II控制系统PCP A系统发出的触发脉冲是正常的,是按照正常的换流阀触发时序发出的触发脉冲。【注:故障录波图中的CPRY和CPRD分别表示Y桥换流阀和D桥换流阀的触发脉冲。在程序中分别用6位二进制数表示具体触发的阀(每一位二进制数分别表示一个阀,最低位表示1号阀,最高位表示6号阀)。例如:000011(B)这个二进制数表示当前触发的阀分别是1号和2号阀,在录波图中转换为10进制数3显示；000011(B)这个二进制数表示当前触发的阀分别是2号和3号阀,在录波图中转换为10进制数6显示。】

15:10:15:660控制系统由于检测到故障而发生了切换。

在15:10:28:723时刻,极II PCP A系统切换为Active系统,此时CPRY和CPRD的数值均为12,转换为二进制001100(B),即Y桥换流阀和D桥换流阀此时导通的换流阀均为3号和4号阀。

在15:10:30:723时刻,CPRD数值变为24,转换为二进制011000(B),极控系统发出D桥换流阀4号阀和5号阀的触发脉冲。D桥的3号阀应该和5号阀进行换相,IVD_L3电流应该逐渐增大为正向的最大值,IVD_L2应该逐渐减小为0,但是IVD_L3电流值并未增大,而是保持为0,证明5号阀并没有收到触发脉冲。3号和4号阀保持导通状态。

在15:10:33:723时刻,CPRD数值变为48,转换为二进制110000(B),极控系统发出D桥换流阀5号阀和6号阀的触发脉冲。由于之前5号阀没有导通,3号和4号阀继续导通,加在6号阀上的电压是正向电压,当控制系统给出6号阀的触发脉冲时,6号阀开始导通,4号阀开始关断。3号和6号阀导通后,D桥换流阀被旁通。

D桥换流阀被旁通后,极II的直流电压和直流电压仅有Y桥换流阀提供,直流电压下降至250KV左右,直流电流下降至1650A左右。

在15:10:36:723时刻,CPRD数值变为33,转换为二进制100001(B),极控系统发出D桥换流阀1号阀和6号阀的触发脉冲。1号阀和6号阀导通,3号阀关断。IVD_L1电流逐渐增大到正向最大值,IVD_L2逐渐增大到反向最大值,随后各换流阀恢复了正常的触发顺序,直流电压和电流恢复正常。

从上述整个过程分析极II控制系统进行系统切换后,虽然极IIPCP A系统发出了触发脉冲,但是阀控单元VCU没有接收到D桥的5号换流阀触发脉冲,是导致产生换相失败报警的直接原因。