牛从直流从西换流站阀冷系统隐患分析及应对措施

1阀冷系统组成

阀冷系统一般可分为内冷水系统和外冷水系统两个部分,其中内冷水系统密闭式循环,担负阀元件散热的功能:外冷水系统开放式循环,在冷却塔处对内冷水管道进行喷淋散热,同时通过风扇将外、内冷水交换的热量散出。每套阀冷系统的主要设备包括:闭式冷却塔、主循环泵、离子交换器、脱气罐、高位水箱、过滤器、原水泵、补水泵、原水罐、喷淋泵、全自动软水器、喷淋水加药装置、喷淋水自循环泵及过滤装置、配电及控制设备。

2阀冷系统的隐患及改进措施

为了确保换流阀和直流系统的安全稳定运行,特对牛从直流从西换流站的阀冷系统全面开展了隐患排查和分析,并对关键隐患提出了应对措施。

2.1主泵电源冗余度不足

从西换流站每台主泵只有一路电源,如图1左侧所示,#1交流电源供电给P01主泵,#2交流电源供电给P02主泵。正常情况下,一台主泵故障或其电源丢失时,能自动切换至另一台主泵运行,但如果一路电源丢失（空开故障或对应站用变检修）,同时另一台主泵故障,则会造成两台主泵不可用而闭锁直流。

图1右侧电源回路为广州局其他直流输电工程阀冷系统主泵电源结构的主流形式,两路电源经电源切换回路给母线供电,两台主泵同时接在该条母线上,这样当一路进线电源在出现掉电、缺相等故障情况时能自动切换到另一路电源,保证一次回路不间断供电,即使出现一路电源丢失同时另一台主泵故障的情况,也能保证主泵正常切换运行,不会造成直流闭锁。

从提高从西站主泵电源供电可靠性考虑,可考虑将从西站的主泵电源结构改成与其他工程一致。但是,从现场屏柜布置和接线来看,可分别在P01主泵和P02主泵的电源动力屏母线的上级各增加一路电源和电源切换回路,这样既能保证供电可靠性,同时也可减少现场改造的工作量。

2.2外冷水池共用给水管道的风险

牛从直流为首条同塔双回直流,而从西站生产给水管道在水泵房却仅有两路,一路供双回的极1,另一路供双回的极2。4个极未做到完全隔离,一极外冷补水回路管道检修时需将双极公用的阀门关闭,这样会影响另一极的正常供水。

建议更改给水管道设计,使生产水泵出水经不同的管道分别给4个极补水。但由于土建工程已完工,再从水泵房敷设管道至阀冷设备间工程量较大,因此可在各极的阀冷设备间生产给水管道处增加手动阀门,使4个极的外冷补水相对独立,如图2所示。这样虽然两个极在水泵房到阀冷设备间仍共用管道,但从阀冷设备间到外冷水池这一段管道已相互独立。

2.3主泵、主过滤器、内冷水管道在线检修后,恢复相关阀门时造成泄漏保护跳闸的风险

某换流站曾模拟在线更换主泵工作,在工作人员完成更换工作,缓慢开启P02主泵进、出水阀门V028和V004对管道排气,约2min后SER发出阀冷系统泄漏跳闸信号。

后经分析原因为,在线更换主泵、主过滤器、内冷水管道过程中,主泵、主过滤器、内冷水管道进出水阀门中间的管道会存在一定量的空气,开启阀门过程中,阀冷系统运行中的水流不断将空气带走并排出,同时通过膨胀水箱对管道进行补水,因此膨胀水箱水位将逐渐降低,满足泄漏保护的动作逻辑。

因此,为了避免上述风险,从西站可采取以下控制措施:

（1）考虑到主泵检修后需对主泵开展切换试验以验证两台主泵工作和切换正常,为避免在切换试验中出现问题,导致阀冷跳闸,建议主泵检修工作在相应极和阀冷停运状态下开展,检修工作完成后离线开展切换试验,验证功能完好后,再恢复极和阀冷运行。

(2）建议在主泵出水逆止阀下端增设排气阀门(主过滤器已有排气阀）,且优化主泵、主过滤器以及内冷水回路其他部位底部泄流阀的设计,通过泄流阀使用满足要求的纯净水直接对主泵管路进行补水。优化后,在开启检修元件进出水阀门前对管道补水,注满水后再开启阀门,可极大提高阀冷系统运行的稳定性。整个过程中膨胀水箱液位基本保持不变,且管道残留气体较少,不影响设备正常运行。

(3）主泵、主过滤器以及其他内冷水回路元件或管道在线检修后,恢复进出水阀门前应申请临时退出泄漏保护,即阀冷控制保护屏内的"xT5阀冷系统泄漏保护"压板,待观察膨胀水箱水位、流量、压力等参数稳定后再投入泄漏保护。

(4）检修人员应在主泵、主过滤器等相关检修作业指导书中的相关步骤中加入并强调退出泄漏保护跳闸压板。

2.4阀冷系统停运时极控制系统发出"极隔离"命令,大修期间阀冷系统定检与刀闸小修工作交叉对刀闸小修人员存在人身威胁的风险

在阀冷控制系统逻辑中,当现场手动停运阀冷系统时,相应极的极控系统会发出该极"极隔离"命令,若此时涉及极隔离的刀闸由于小修需要合上控制电源和电机电源空开,工作人员恰好又在刀闸本体上进行工作,可能导致工作人员坠落或者损坏刀闸的后果。因此,在大修期间需对两项工作负责人做好交代,要求他们做好相互沟通。

从分析从西站阀冷系统的出口动作回路可知,可以在阀冷停运的二次回路中增加出口压板,当阀冷系统由于检修需要停运时,退出该压板后可切断阀冷系统与直流系统的联系,阀冷系统的"极隔离"命令不再传送到直流场刀闸,避免了阀冷与直流场刀闸交叉作业导致的人身和设备风险。

3结语

本文通过对牛从直流从西换流站阀冷系统进行全面的分析和隐患排查,提出了一系列改进措施,有效加强了阀冷系统的可靠性,保障了高压直流系统的安全稳定运行。