高肇直流肇庆换流站换流变频发分接头失步故障的

引言

换流变压器在高压直流输电系统中起着参与交直流变换,交直流系统电气隔离,抑制直流故障电流,削弱交流系统入侵直流系统的过电压等重要作用,是直流输电系统的核心设备。换流变压器的可靠运行对于直流输电系统有着重要意义。

在高压直流输电系统中通过控制分接头的位置,达到控制阀侧电压的目的。而根据被控制量的不同,分接头控制可以分为定角度控制和定电压控制。前者要求保持a或y角在一定范围内,后者要求保持Udi0(空载直流电压）在一定范围内。由于定角度控制模式响应速度快,而且能够减少分接头的频繁调整,所以高压直流输电系统中换流变分接头通常采用定角度控制模式。

1换流变分接开关的基本原理

油浸电阻式有载分接开关由调压回路、选择电路、过渡电阻、驱动和控制电路及各种保护装置等构成,如图1所示。

1.1调压回路

正、反励磁调压回路调节范围较大(15%以上）,一般用于电压等级较高的变压器。

调压绕组与基本绕组正接或反接,使两个绕组铁芯内产生的磁通B1和B2相加或相减,从而改变一、二次绕组的匝数比,实现电压的调节。采用正、反励磁调压回路使得在相同的调压绕组上的调节范围增加了一倍。

1.2选择电路

选择电路是调压回路的一部分,其任务是选择绕组分接头的位置。选择分接头位置的装置称为分接头选择器。另外,在正、反励磁调压回路中还有极性选择器。选择电路中要求在不带负载的情况下选择分接头。因此,分接头选择器的触头对应分接头的编号分单、双数两组。当双数组动触头带负载运行时,单数组动触头可在不带负载的情况下选择相邻的分接头。因为不会引起电弧,选择电路的触头无需置于专门的油箱中。

1.3过渡电阻及切换开关

为了保证在切换分接头过程中负载中的电流不间断,在切换过程中必然发生调压绕组局部桥接现象,为限制被桥接绕组的循环电流不会过大,必须串入电阻（过渡电阻）。在选择器选好分接头,最终完成相邻分接头之间快速切换的装置称为切换开关。它由动触头、静触头、过渡电阻、快速动作机构等部件组成。由于在切换过程中有电弧产生,所以这些部件都装在密封良好的独立油箱中。分接开关里面最重要的莫过于过渡电阻及切换开关,若分接头调整不到位,可能引起分接开关在油箱中不停燃弧,使滤油机压力不断增大,最后损坏分接开关。

2分接头的档位传输原理

分接头的档位传输原理如图2所示。分接开关档位调整后,由分接开关位置传输板S61P形成相应正电位,使得二极管矩阵模块导通相应的二极管,进而形成BCD码（000001代表-6档,000010代表-5档,如此类推）,二极管矩阵模块将相应的BCD码信息通过屏蔽控制电缆一一传输至换流变接口屏SU200装置内。在SU200界面显示分接开关相应档位的BCD码,并经过现场总线将档位信息传输至极控系统。

3分接头失步的原因分析

换流变分接头失步信号由00sREL模块(EC3.341P1641）产生,需同时满足下列条件,如图3所示。

（1）同一极6台换流变分接头档位不完全一致（0UTsT模块）:

（2）避开换流变分接头调整延时15s（NMonTimR模块）:

（3）避开极控系统切换延时15s（N0TEDG模块）。

6台换流变分接头中任意一台档位与其他不一致时,0UTsT输出为1。

从整个信号回路分析并结合该台换流变的故障情况,我们认为基本可将故障点定位在以下几个位置:

(1)SU200装置故障:

(2）BCD输出模块（位置传输板S61P及二极管矩阵模块S61M）故障:

(3）分接开关本体内部故障:

（4）分接开关电机失电。

4频发换流变失步的真正原因分析

根据多次发生分接头失步时的现场情况,现场分接开关电机电源正常,在分接头调整前后档位显示正常,可以判断SU200装置、分接开关电源正常,另外在分接头调整结束后,现场分接头档位显示已经调整到位,直至信号复归,现场分接开关均没有再次动作,我们认为该台换流变频发换流变失步的原因在于该台换流变分接开关的BCD输出模块故障所致。在每次分接头调整后,位置传输板S61P均需要更改位置,并重新触发S61M的二极管,若S61P在调整时稍微卡涩,造成接触不良,则可能导致S61M二极管不能正常导通,使SU200装置未收到任何BCD码,造成SU200所有档位指示灯熄灭。

5结语

频繁发生换流变分接头失步故障时,虽然现场6台换流变档位一致,不会造成分接头调整不到位而导致分接开关在油箱内不停燃弧,但当自动功率调整需要调节分接头时,由于失步信号的保持使得极控系统未能让分接头动作,可能导致相应极阀侧电压或高或低,造成换流阀承受的电压或高或低,甚至发展成连续换相失败,从而影响相应极的安全稳定运行。笔者认为,今后出现换流变分接头失步信号而现场换流变档位一致时,应及时对换流变分接头的位置传输板进行检修。