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对金南特高压直流输电工程断路器重复分闸问题进行了分析

发布时间:2019-12-02 11:57 作者:凤凰彩票

  许继电气有限公司徐继丰科技有限公司研究员王启元赵静刘海斌范亚飞岳亚菲。2019年第九期“电气技术”杂志上写道,它是在特高压直流输电项目中进行的。车站控制系统的主要功能是控制和监控车站断路器的和相关设备的操作,这对高压直流输电系统的安全性和稳定性起着重要的作用。

  本文以金南某断路器重复闸门为例,分析了其重复闸门的原因。现场试验表明,优化后的车站控制程序使断路器关闭正常,防跳功能系统运行稳定。

  山西晋北至江苏南京±800kV直流输电工程从山西省平鲁开始,在江苏省南京开始。每极2组12脉动换流器串联..额定电压为±800kV,直流输电容量为8000mW,直流额定电流为5000A。本项目是山西省第一个特高压直流输电项目,在促进山西和江苏经济发展方面发挥着重要作用。

  在金南工程换流站控制系统中,车站控制系统被设计为冗余控制系统。从中央控制单位局域网(Localareanetwork)通信。与冗余的本地I/O单元的Profibus通信是冗余的。冗余控制系统可由操作员在工作站或屏幕上的开关逻辑手动切换。

  车站控制系统的主要功能包括:车站断路器的控制和监控。与流量传输单元控制系统服务器和远程运行工作站局域网通信。与现场测控系统的总线通信和上传顺序记录(SequenceofentreCordingPost)。车站控制系统的安全可靠性对高压直流输电系统的稳定运行起着重要的作用。

  2018年6月2日,金南工程年度综合检修站电源系统投入第一站电源变压器(缩写站变压器)。6月21日21时41分57时861分,运营商在后台手动发出51A3断路器关闭命令。根据51A3断路器的现场分合状态和后台事件的时间,可以看出,在关闭过程中断路器的反复分配存在一定的安全隐患。迫切需要注意。

  金南工程控制保护系统采用徐吉直流输电公司完全开发的HCM3000系统。包括底层测控装置DF控制保护装置HCM3000底盘图形编程工具VIGET和设备之间的接口通信系统。它构成了二次直流控制设备,如极限阀控制交叉/直流控制和直流保护。

  在HCM3000系统中,断路器保护产生的跳闸出口信号将通过硬连接传送到DF控制装置,以启动断路器锁定。断路器的锁定和控制逻辑是在车站控制系统中使用这些保护行动信号和断路器的分离状态。当断路器锁定时,断路器的连锁释放条件不符合后台的要求,即使有手动关闭命令。

  断路器的锁定逻辑如图1所示。LOCKOUT类型模块是判断道路锁定信号的模块,其中Q2_LOCK模块输入LK1引脚连接中开关锁逻辑启动锁定电路信号。输入LK2引脚连接非全相跳闸信号输出LCK引脚,打开断路器锁定信号。如果断路器锁定信号为1,断路器不允许操作。

  Q3模块仅输入LK2引脚连接非全相跳闸信号,因此断路器的锁定逻辑只使用非全相跳闸信号启动锁定电路。中间开关还使用中间开关锁逻辑启动锁定电路。断路器跳闸是对开关主体的保护,因此断路器可能不会被锁定和关闭。

  梳理断路器关闭命令的程序,如图2所示。后台断路器手动关闭命令后,车站控制系统产生1s命令脉冲,断路器处于远距离控制位置,关闭状态消失,无故障。命令脉冲才是真正的出口。命令脉冲出口关闭成功断路器后,命令脉冲出口被阻挡,但后台发出的命令脉冲仍处于1s的高电平。如果保护行动在1s内跳出断路器,命令脉冲将再次出口,导致1s内关闭命令重复出口。

  当保护作用时,防跳继电器不能关闭断路器,因为它的接触断开断路器,并保持它在跳闸位置。这是断路器反跳跃的基本原理.断路器的反跳电路如图3所示.

  防跳继电器TBJ是由电流启动的。该线圈串联在断路器的跳闸电路中,以保持线圈和断路器之间的关闭线圈。如果关闭到故障线或设备,继电保护操作保护出口节点TJ关闭,防跳继电器TBJ的电流线圈开始并跳闸。TBJ的正常关闭接头断开关闭电路,另一个正常关闭接头连接到电压线圈。

  如果SK5_8或HJ接头未能返回并继续发出关闭命令,则连续关闭信号将保持电压线圈,因为关闭电路已被切断。断路器不能关闭,以达到防止跳跃的目的,因此必须在关闭命令总是出口的情况下有效。

  结合上述分析,在后台断路器的手动关闭命令下关闭断路器,并在1s关闭命令脉冲时间内跳出断路器。因此,关闭命令出口消失,再次出口断路器重复开关脉冲如图4所示。由于断路器主体保护跳闸不能锁定断路器,此时关闭命令的脉冲仍然存在。因此,断路器在短时间内重复开关。

  鉴于上述情况,提出了两种优化方法:(1)在硬件方面增加信号电缆。通过连接到换流变压器交流滤波器的交流串断路器的锁定逻辑,增加了断路器主体的所有保护动作信号;(2)软件。使关闭命令在一定时间内保持高电平,以确保断路器的反跳电路是有效的。

  为了确保断路器在保护作用跳闸后能够快速、准确地锁定和修改AC站控制程序,并增加指定的保护作用信号,启动断路器锁定电路。修改后的断路器锁定逻辑如图5所示。

  由于断路器关闭脉冲命令与防跳电路相结合,防跳电路要求关闭命令为连续脉冲,因此修改了车站控制程序。在断路器关闭命令出口处增加一个固定时间为1秒的脉冲触发器,以确保关闭命令脉冲不会在1秒内中断,以防止跳转。修改后的关闭命令逻辑如图6所示。

  根据上述软件优化方案,2018年6月8日对燕门关换流站进行了修改和现场验证。现场试验是双极功率全压大地回线接地极接地操作双极功率0站间通信正常..

  对交流场交流滤波器场和车站用电三个区域的断路器进行了四次现场试验,分别为试验1、试验2、试验3和试验4。

  实验1:模拟W05交流串5051断路器启动关闭时,线路保护运行后的重合逻辑验证。实验2:模拟W13交流串50B1断路器启动关闭时断路器保护动作的重合逻辑验证。实验3:模拟1#车站在低压侧310断路器启动和关闭时对断路器的防重合逻辑进行验证。实验4:模拟交流滤波器场第四组第一组5641断路器的启动和关闭时,交流滤波器的防重合逻辑验证。上述四种试验断路器保护作用的波形如图7至图10所示。

  在测试1中,操作人员发出关闭命令后,5051断路器从分位状态转变为关闭状态。5051断路器从关闭状态转变为分位状态。在此之后,没有合位。如图7所示,在示波器中捕获波形。

  交流站控制主机发出断路器关闭命令,命令持续时间为150ms,只有一次关闭命令脉冲一直保持高电平。因为第五串配备了同一时期的功能DF控制装置,所以接收1S的脉冲命令被转换为大约150毫秒的脉冲命令。在外部故障记录波的波形中,5051断路器在从联合位置到分位后没有成功。

  在测试2测试3和测试4中的操作人员发出关闭命令后,断路器从分位状态转变为关闭状态。在断路器从联合状态转变为分位状态后,没有联合状态。在示波器中捕获波形,如图8到图10所示。

  在跳闸过程中,断路器的关闭命令持续时间为1s,关闭命令脉冲始终保持高电平。在外部故障记录波的波形中,在断路器状态从关闭到分位后,没有正确的测试成功。

  通过现场试验,可以优化和升级AC场直流滤波器场和站电站控制程序。即使在断路器关闭过程中发生保护作用,也可以快速、准确地跳出断路器,并确保关闭命令不再出口。断路器的重复混合不会发生。升级后,金南工程在实际运行中不再有断路器重复开关,以保证系统的安全和稳定运行。