直流换流站滤波器组投运判据的隐患分析及改进措施

2015-03-27湖北省电力公司检修公司

电子世界 2015年24期

关键词：葛洲坝投运滤波器

湖北省电力公司检修公司郑华戴迪李君刘浔

三峡电力职业学院王丽丽

1 引言

随着我国经济的持续、高速发展，电力需求越来越大，长距离大容量直流输电项目越来越多，超高压、特高压直流输电系统的可靠性问题愈显重要。直流换流站直流保护作为直流输电系统的核心，它的安全稳定运行也决定了直流系统的安全可靠稳定运行。

2015年6月5日16时35分，葛洲坝换流站直流极控系统切除在运的5613、5622交流滤波器，无功控制因绝对最小滤波器条件不满足引起功率回降，双极直流系统功率由700MW降至279MW。事件记录如下。

图1 事件记录

2 现场检查及原因分析

2.1 无功控制降功率情况检查

根据无功控制逻辑，仅1组低通滤波器(HP11/13)运行，且低通滤波器无备用时，直流系统延时3s发出降功率指令。

具体软件逻辑如图2所示。

由于5612滤波器处于检修状态，而5613、5622交流滤波器被误切（10分钟内不可用），上述三组剩余滤波器均为HP11/13，剩余HP11/13滤波器仅剩一组，满足上述降功率条件。目标功率为300MW-21MW=279MW（300MW为HP11/13滤波器仅剩一组时的最大功率值，21MW为裕度值）。降功率动作正确。

2.2 5612交流滤波器投入判据检查

控制系统软件中判5612交流滤波器投入判据如图3所示。

满足下列任一条件即判5612滤波器投入：

（1）5612开关在合位，56121刀闸在合位，滤波器组地刀在分位；

（2）5612滤波器充电：5612滤波器充电的判据是滤波器A相末端电流一次值大于门槛值4.5A（该滤波器额定运行电流值为75A）。

对比核查龙泉、江陵（图5）和宜都站控制系统软件中的滤波器投运判据，与葛洲坝站（图4）的判别逻辑相似，也是上述两个判据。不同的是其他三个站的滤波器充电判据中电流门槛值均为0.5倍的滤波器额定运行电流（额定运行电流154A，门槛值77A）。而葛洲坝站控制系统软件中的电流门槛值仅为0.06倍的额定电流，设置明显不合理。

进一步分析认为，判滤波器充电仅选取了A相电流，不足以说明该滤波器投入运行，判据不合理。在滤波器检修、板卡故障等特定工况下，会导致控制系统误判该滤波器投运。

2.3 双极直流系统降功率情况检查

在双极直流功率由700MW降至279MW过程中，发现两个极降功率的速率不同。极1（控制极）1.4s内电流由700A降到645A（即功率由350MW降到322MW），速率约为1200MW/分，与无功控制降功率定值相符。而极2（非控制极）直流电流快速由700A降到300A，软件中功率回降速率为1000000MW/分。详细分析见附件3：葛洲坝站2015年6月5日直流系统功率回降异常检查报告。

图6 双极直流功率降负荷时录波

根据以上检查情况，初步分析故障原因如下：

5612交流滤波器在检修状态下，由于控制软件中的交流滤波器投运判据存在缺陷，在对更换后的A相尾端CT进行正常的一次注流试验时，控制系统仅凭单相小电流条件误判5612交流滤波器投运，误切在运的5613、5622交流滤波器，直流系统因绝对最小滤波器不满足导致功率回降。

图2 无功控制降功率软件

图3 控制系统判5612交流滤波器投入软件

图4 葛洲坝站控制系统判5612交流滤波器充电软件

图5 江陵站控制系统判交流滤波器充电软件

图7 控制系统判电流测量异常软件

图8 控制系统判电流测量异常软件

3 存在问题

（1）控制系统判交流滤波器投运的软件逻辑存在缺陷。判交流滤波器投运的电流门槛值远低于额定运行电流，设置严重不合理，且仅凭A相电流判交流滤波器是否投运。在滤波器检修、板卡故障等特定工况下，会导致控制系统误判该滤波器投运。

（2）现场检修人员对直流控制保护软件不熟悉，对深层次的隐患未能及时发现，造成工作中危险点分析不到位。由于之前在龙泉、江陵站都对交流滤波器进行过注流，均未出现问题，误认为葛洲坝站情况相同，未能及时发现几个站的区别。

（3）交流站控系统判电流测量故障后进行系统切换的延时太长，存在隐患。无功控制判绝对最小滤波器不满足降功率的延时为3s，跳闸延时为20s，而交流站控系统判电流测量故障后进行系统切换的延时为60s。如果站控系统板卡测量故障，来不及进行系统切换，特定工况下会导致直流系统误判交流滤波器投运，存在误切运行交流滤波器的风险，可能会引起无功投切连锁反应，导致直流系统降功率（见图7）。