林益茂 郭帥 李濤 陳飛

國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司 湖北武漢 430050

采用ABB技術(shù)的常規(guī)換流站，交流濾波器開關(guān)合閘期間有時會發(fā)“合閘時間異?！备婢唇涣鳛V波器某相開關(guān)未在最優(yōu)過零點合閘，此時產(chǎn)生過大的沖擊電流或過電壓有可能對電容器產(chǎn)生損壞，導(dǎo)致交流濾波器輔一投入其電容器不平衡保護即動作?，F(xiàn)結(jié)合交流濾波器開關(guān)同期合閘邏輯，針對這一情況進行分析。

1 軟件分析

交流濾波器中的電容器電壓不能突變，為防止沖擊電流或過電壓導(dǎo)致電容器擊穿雪崩，要求交流濾波器的開關(guān)在最優(yōu)過零點合閘。交流濾波器開關(guān)的分合閘由PS850板卡分相控制，其負責開關(guān)分、合閘邏輯的SBI300模塊即在該板卡中計算完成。當滿足以下條件時，交流濾波器開關(guān)發(fā)出同期合閘指令：

（2）交流母線相電壓大于60%額定電壓；

（3）收到控制系統(tǒng)發(fā)來的合閘信號；

（4）同期功能未閉鎖；

（5）180s內(nèi)無跳閘、分閘及開關(guān)分閘時間異常的信號。

在調(diào)試期間根據(jù)開關(guān)特性，ABB在PS850板卡的EEPROM中設(shè)置了初始定值，其中TD1CLOSE為電壓過零到主觸頭接通的理論時間差（通常設(shè)置為0），TD2CLOSE為收到合閘信號后開關(guān)的無電流時間，TD3CLOSE為開關(guān)熄弧時間，TD4CLOSE為主、輔觸頭接通的時間差，TCLOSE為初始預(yù)期合閘時間。

圖1 交流濾波器開關(guān)合閘事件示意圖

在同期合閘指令發(fā)出后，SBI300模塊開始計算合閘時間，邏輯如下：

理想合閘時間EXP_CL_TIME=T_CLOSE+TD4_CL；

繼電器動作延時CL_DELAY=POS_ZC+TD1_CL+TD2_CL+TD3_CL-T_CLOSE；

全市總水域面積36.12萬畝，現(xiàn)有養(yǎng)殖面積15.11萬畝，占全市水域面積的41.83%，占全市國土面積的4.67%。養(yǎng)殖水域主要為池塘、水庫、湖泊和其它，其中池塘養(yǎng)殖面積7.23萬畝，水庫養(yǎng)殖面積7.74萬畝，其它為湖泊河溝養(yǎng)殖面積0.14萬畝，另有稻漁綜合種養(yǎng)面積0.63萬畝。

同時，理論上的合閘時間=EXP_CL_TIME+CL_DELAY，同時SBI300模塊將測量本次開關(guān)的實際合閘時間。

為了保證在不同的運行工況下交流濾波器開關(guān)都能合閘于最優(yōu)過零點，根據(jù)每次合閘時測量到的開關(guān)合閘時間，SBI300模塊都會對預(yù)期合閘時間進行校正，若本次合閘時間與預(yù)期合閘時間的差值在4ms以內(nèi)，則軟件自動計算新的合閘預(yù)期時間，其值為原預(yù)期值加上三分之一的差值；若本次合閘時間與預(yù)期合閘時間的差值在4ms以上，則發(fā)出該相開關(guān)“合閘時間異?！钡母婢瑫r保留原預(yù)期合閘時間。

2 波形分析

針對交流濾波器開關(guān)發(fā)“合閘時間異?！备婢?，截取告警發(fā)出時的錄波如下：

圖2 交流濾波器開關(guān)合閘時間異常錄波圖

由于A、B、C三相母線電壓角度差為120°，因而理想情況下同期合閘三相開關(guān)合閘時刻角度差應(yīng)該也在120°，即6.7ms左右。在圖2中，B相合閘時間明顯提前了。

3 告警分析

由上述分析可知，交流濾波器開關(guān)“合閘時間異?！备婢l(fā)出的原因是實際合閘時間與預(yù)期合閘時間偏差過大引起的，根據(jù)軟件邏輯分析得出以下結(jié)論：

（1）SBI300模塊只有在接收到控制系統(tǒng)發(fā)出的合閘信號后才發(fā)出同期合閘命令，即只有主系統(tǒng)發(fā)出合閘命令并計算預(yù)期合閘時間，這將會導(dǎo)致雙系統(tǒng)的預(yù)期合閘時間不一致，一旦系統(tǒng)切換，將可能導(dǎo)致開關(guān)合閘時間異常；

（2）ABB設(shè)計SBI300模塊的同期合閘功能，一個重要的理念就是根據(jù)頻率漸變逐步調(diào)整預(yù)期時間，從而使開關(guān)能在不同工況下都能合閘于最優(yōu)過零點。然而邏輯中一旦發(fā)開關(guān)同期合閘時間告警，那么該次合閘時間將不作為下次合閘預(yù)期時間的計算[1]。因此，如果一個開關(guān)發(fā)同期合閘告警，就會長期都存在合閘時間的異常；

（3）主、輔觸頭的合閘時間差是開關(guān)合閘時間的重要影響因素。邏輯中開關(guān)合閘時間可以看作是開關(guān)的一次合閘時間與主、輔觸頭的合閘時間差的和值，主、輔觸頭的合閘時間差即使小的可以忽略，也是合閘時間的重要影響因素。實際中一旦主、輔觸頭的合閘時間差出現(xiàn)毫秒級的偏差，將可能造成合閘時間異常，且這個過程是不可逆的。

4 改進對策

綜上所述，交流濾波器開關(guān)合閘時發(fā)“合閘時間異常”告警的原因如下：

（1）換流站所在近區(qū)電網(wǎng)多次改造后，運行工況與調(diào)試期間工況出現(xiàn)了較大差異，導(dǎo)致邏輯中的定值與實際出現(xiàn)了偏差；

（2）同一交流濾波器對應(yīng)的兩套控制保護系統(tǒng)預(yù)期合閘時間不一致；

（3）交流濾波器運行時間較長，開關(guān)的關(guān)主、輔觸頭的合閘時間存在一定的偏差。

針對以上問題，擬定了以下改進對策：利用檢修機會，聯(lián)系A(chǔ)BB重新進行開關(guān)特性試驗，重新固化邏輯中的相關(guān)定值；在此期間，同時對交流濾波器開關(guān)的二次觸頭及繼電器進行調(diào)整，盡可能縮短開關(guān)主、輔觸頭的合閘時間差；此外，對SBI300模塊中的邏輯進行了修改，使雙系統(tǒng)的預(yù)期合閘時間一致。采取上述策略后，經(jīng)運行驗證，交流濾波器開關(guān)合閘時發(fā)“合閘時間異?！备婢碾[患得以消除。