龙泉站换流变分接头档位出现滑档故障分析及其预防措施

国网湖北省电力检修公司 陈 娟

龙泉站换流变分接头档位出现滑档故障分析及其预防措施

国网湖北省电力检修公司 陈 娟

换流变压器分接头调节功能正确与否直接关系到电网的稳定运行，本文通过对龙泉站一起换流变分接头滑档故障进行处理及原因分析，从而为其他站类似的故障情况提供参考。

换流变；档位调节；分接头；滑档

1.故障情况

2016年6月29日，龙泉站极II PCPA/B系统主机发出“换流变分接头不同步”告警。运行人员现场巡视发现极II Y/Y C相分接头档位与其他相不一致，极II Y/Y C相分接头档位在26档，其他相档位在24档。运行人员试分合档位控制箱内电机电源小开关一次，分接头未自动同步。后经运行人员手动将极II Y/Y C相分接头档位调节至24档后，告警复归。故障出现时双极3000MW满负荷运行，之后极II 6台换流变分接头再次自动调节档位时，未再出现不同步现象。

2.告警逻辑分析

换流变分接头控制是直流控制系统中的一个重要功能模块，其作用是通过对换流变分接头的调节与控制使得阀侧空载直流电压(Udi0)保持在其参考值附近，防止换流变阀侧电压过高而造成换流阀损坏，此外，分接头控制还用于确保阀侧空载直流电压(Udi0)低于其最大限值以及保持同极换流变不同相分接头之间的同步。

换流变分接头正常调节时，控制系统发出升(降)分接头指令，由TCC内自动同步功能实现6台换流变同时动作，分接头动作期间如在3.5s内未完成三相分接头同步则发出不一致告警，同时向未到位的分接头发出同步命令。

换流变分接头升(降)档位的条件有四个：1）同极的6台换流变中，任意一台的档位信号与其它5台的档位信号不一致；2）换流变分接头控制处于自动位置；3）ALLOWRESYNC信号在软件中常置1；4）换流变的分接头档位与6台换流变档位平均值TCP不一致。

在正常工况下，换流变分接头控制处于自动调整模式，从图1中可以看到，每台换流变的档位信号值与6台换流变档位平均值TCP做比较，出现档位不一致的分接头则根据当前显示档位值进行升(降)档位。

图1 换流变分接头升(降)档位控制软件图

若换流变档位不同步信号超过10ms，则发出分接头档位不同步报警并闭锁升(降)档指令，防止档位继续变化造成保护动作。

3.故障现象分析

换流变分接头控制柜内调节连杆带动机构箱中的电阻盘转动，在不同的档位上，电阻盘输出不同的电阻，电阻值输送到双重化的测量变送器中转换成4-20mA的电流信号，通过PS868采样板模数转换后，变压器档位信号又通过CAN总线送入极控主机，极控主机中的TCC程序根据运行电压、角度、当前变压器档位等信息作出升(降)分接头的判断。在整个分接头动作过程涉及到分接头档位上送信号回路、逻辑回路、动作回路三个部分，任何一部分异常将导致分接头发生动作不一致结果。

下面分析极II Y/Y C相换流变分接头档位测量回路和控制回路故障的可能性：

1）当极II Y/Y C相分接头电阻盘接触电阻异常或者档位变送器故障等原因，均会使传输到极控A/B系统的分接头采集量同时出错，造成双系统主机发出分接头不同步告警，此时OWS后台显示的分接头档位应与换流变分接头实际档位不一致。而运行人员现场巡视发现，告警发出时OWS后台显示极II Y/Y C相分接头档位与现场一致均为26档，其余换流变分接头为24档，可以排除测量回路(PS868板卡、档位变送器等)故障的可能性。

2）当极控系统下发分接头升(降)档指令后，由换流变ETCS控制柜内值班系统层PS853板最后出口，将指令发送至换流变档位控制箱内升(降)档继电器，继电器励磁沟通电机运转回路，最终完成分接头升(降)档。若PS853板存在节点粘连现象或升(降)档继电器返回时间过长，均有可能导致换流变分接头档位连续变化，出现分接头“滑档”现象。

换流变分接头上送档位信号和下发控制指令过程图如图2和图3所示：

图2 换流变分接头档位测量流程图

图3 换流变分接头升(降)档位控制流程图

4.结论及预防措施

通过以上详细分析，可排除换流变档位测量回路故障的可能性，初步判断故障原因为档位控制回路存在故障。若负责升(降)档指令出口的PS853板存在节点粘连现象或升(降)档继电器返回时间过长，均有可能导致换流变分接头档位连续变化，出现“滑档”现象。

龙泉站换流变ETCS控制柜内PS853板及档位控制箱内升(降)档继电器运行年限已久，必然存在不同程度老化现象，换流变分接头控制对高压直流输电系统的运行起着极为重要的作用，为防止下次出现类似现象，可将分接头专项检查列入每年直流系统年度检修项目之一，检修人员要对测量板卡、控制板卡、变送器及相关继电器（接触器）详细检查，以便及时发现并处理存在的隐患。

[1]姚志松,姚磊.有载分接开关实用手册.

[2]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京:中国电力出版社,2004.

[3]阎乃臣,赵强.直流输电工程换流变分接头不一致分析[J].电力电子,2013(23).

[4]龙泉站换流变ABB厂家软件图纸.

陈娟（1982—），女，湖北宜昌人，三峡大学电力系统及其自动化专业毕业，研究生，工程师，现供职于国网湖北省电力检修公司。