郎作云

【摘 ?要】對于特高壓換流站閥冷系統(tǒng)中的冷水流動量以及水池中的壓力、水位、冗余等系統(tǒng)的傳感器在電源監(jiān)控和電壓監(jiān)控繼電器中出現(xiàn)的安全問題。本文主要針對閥冷系統(tǒng)的西河北以及運行規(guī)律展開研究，并對其中的一些隱患提出了相關(guān)解決方案。

【關(guān)鍵詞】特高壓;換流站;閥冷系統(tǒng)

引言

在高壓換流站中，換流閥有著重要的作用，它是換流站能夠做到交流電與直流電相互轉(zhuǎn)換的重要構(gòu)件，一般情況下，平均電流在3700A左右，不過若是運作時間較長，則會出現(xiàn)過熱的現(xiàn)象。而閥冷系統(tǒng)有著優(yōu)秀的降溫作用，保證換流閥能夠在正常溫度下運行?？扇绻y冷系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，那么會導(dǎo)致直流輸配電體系發(fā)生故障，對主網(wǎng)架的運作造成嚴(yán)重的影響。

一、閥冷系統(tǒng)的概念

在閥冷系統(tǒng)中，主要結(jié)構(gòu)分為水冷和閥冷控制兩個系統(tǒng)。水冷系統(tǒng)也分為內(nèi)外兩個水冷系統(tǒng)，外水冷系統(tǒng)通過冷卻內(nèi)冷水的方式進(jìn)行降溫處理，并且外水冷系統(tǒng)是循環(huán)式系統(tǒng)。而內(nèi)水冷系統(tǒng)通過為換流閥供給冷卻用水，將換流閥在工作過程中所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行吸收，保證換流閥能夠在正常的溫度下運作，與外冷水系統(tǒng)不同，內(nèi)冷水系統(tǒng)是一種封閉式的單循環(huán)系統(tǒng)。

閥冷控制系統(tǒng)主要工作便是監(jiān)測、管理、防護(hù)和警報。對系統(tǒng)中的內(nèi)冷水水量、水溫、水壓以及外冷水的水溫水量等數(shù)據(jù)還有一些相關(guān)設(shè)備進(jìn)行運行狀況的監(jiān)測。使相關(guān)水冷設(shè)備能夠高效地運作，如果水冷系統(tǒng)的一些參數(shù)出現(xiàn)了異常，那么可以及時發(fā)起警報，并且對水冷系統(tǒng)的出口進(jìn)行保護(hù)。閥冷系統(tǒng)和控制體系中的工作狀態(tài)通過警報系統(tǒng)進(jìn)行上報?？刂葡到y(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要為SIMAT-IC S7構(gòu)建而成。電源組件西門子405為整個系統(tǒng)供給直流電，而中央處理組件則對電流的輸出和輸入進(jìn)行判別與管控以及自我診斷。輸入組件與輸出組件主要把模擬量與開關(guān)量進(jìn)行輸入或者從中央處理部分進(jìn)行輸出，并行通信組件西門子IM153和西門子IM157，以此來做到兩個系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)傳輸同步進(jìn)行。

二、閥冷系統(tǒng)的一些隱患

閥冷系統(tǒng)對內(nèi)冷水的水溫、水流、出水壓力等進(jìn)行監(jiān)管。通過對于閥冷系統(tǒng)設(shè)備的運行規(guī)律分析，發(fā)現(xiàn)了閥冷系統(tǒng)中出現(xiàn)的一些隱患。

（一）傳感器中存在的隱患

在閥冷系統(tǒng)中，一般使用流量傳感器B100來作為內(nèi)冷水流量監(jiān)視設(shè)備。閥冷系統(tǒng)壓力傳感器B106和 B107則可以用來對冷水輸送系統(tǒng)的壓力進(jìn)行監(jiān)視。不過傳感器B107只有在傳感器B100出現(xiàn)問題無法工作之后才會被閥冷系統(tǒng)所使用。如果傳感器出現(xiàn)問題并導(dǎo)致水冷系統(tǒng)的水流量和輸送系統(tǒng)壓力的相關(guān)參數(shù)出現(xiàn)異常，并且超出安全范圍之后，會致使跳閘的現(xiàn)象發(fā)生，對直流輸送造成嚴(yán)重的影響。因為閥內(nèi)冷系統(tǒng)只有一個傳感器出口，所以一旦流量和壓力異常，導(dǎo)致傳感器出現(xiàn)問題則可能致使閥冷系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象。

閥外冷系統(tǒng)傳感器。外冷水池水位傳感器也是采用的單傳感器方式，如果水池中的水位下降到一定程度，那么系統(tǒng)會自動補充所使用掉的外冷水。而如果傳感器出現(xiàn)故障，比如測量值偏高或偏低，對于外冷水的管控功能出現(xiàn)問題，補水系統(tǒng)將不會進(jìn)行補水。這種現(xiàn)象會直接導(dǎo)致當(dāng)水池中的外冷水使用完后，極易出現(xiàn)噴淋泵損壞現(xiàn)象，并且對于內(nèi)冷水的使用效果也產(chǎn)生了一定程度的影響，可能會導(dǎo)致內(nèi)冷水的水文過高進(jìn)而致使跳閘現(xiàn)象的出現(xiàn)[1]。

（二）硬件回路中出現(xiàn)的一些隱患

閥冷系統(tǒng)的跳閘出口回路使單機(jī)電回路如果繼電器出現(xiàn)故障，那么則會出現(xiàn)閥組跳閘的情況發(fā)生。在直流電源監(jiān)管回路中，如果監(jiān)管回路檢測出雙匯電源出現(xiàn)問題的話，那么會直接出現(xiàn)跳閘，在設(shè)計過程中存在的不足，直流電源監(jiān)管回路由F08和F04進(jìn)行供電?？臻_F04輔助接點和監(jiān)管回路1連接，而空開F08輔助接點則和監(jiān)管回路2相連接。如果F04與監(jiān)管回路1的連接中斷，那么監(jiān)管回路1則會由于斷開連接而發(fā)出警報，監(jiān)管回路2也會因供電異常而發(fā)出警報，系統(tǒng)會判定雙匯直流電源發(fā)生異常，繼而發(fā)生直流電源的故障而導(dǎo)致閥組跳閘，造成了嚴(yán)重的影響。

（三）交流電源電壓監(jiān)管繼電器存在的隱患

因為閥冷系統(tǒng)中，主泵和冷卻搭風(fēng)機(jī)等相關(guān)構(gòu)建都是交由冗余配置的交流電源進(jìn)行供電，如果監(jiān)管回路檢測到主要電源在供給電量時發(fā)生問題的時候，就會主動切換為備用電源，以這種方式來保證閥冷系統(tǒng)能夠在主電源發(fā)生故障時不會停止運轉(zhuǎn)，保障了閥冷系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性。因為閥冷系統(tǒng)交流電源電壓監(jiān)管繼電器所運用的是檢測所用的交流電源，所以在交流電源出現(xiàn)問題停止運行時，監(jiān)視工作就會無法展開，備用電源切換失敗，同樣會導(dǎo)致閥組跳閘的現(xiàn)象出現(xiàn)[2]。

三、對于隱患的相關(guān)整改措施

（一）對于傳感器隱患的整改措施

針對流量和壓力異常，導(dǎo)致閥冷系統(tǒng)出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，可以取消原閥冷管控體系中B100傳感器與B106傳感器在停止運行后，兩小時后開始進(jìn)行跳閘的指令。把內(nèi)冷水的流量及壓力過大便跳閘的質(zhì)量進(jìn)行合理的修改，B100傳感器與B106還有B107傳感器未發(fā)生故障時，如果三個傳感器中有兩個傳感器小于預(yù)先設(shè)定的跳閘指令觸發(fā)數(shù)值，閥冷系統(tǒng)跳閘。如果發(fā)現(xiàn)有一個傳感器發(fā)生問題，這時需要另外兩個傳感器同時達(dá)到預(yù)先設(shè)定的跳閘指令觸發(fā)值，才可以進(jìn)行跳閘。如果發(fā)現(xiàn)兩個傳感器出現(xiàn)問題停止運作，那么還需要最后一個傳感器達(dá)到跳閘觸發(fā)值才會開始跳閘。

（二）對于閥外冷系統(tǒng)隱患的整改措施

針對傳感器出現(xiàn)故障，導(dǎo)致測量值異常的情況，可以將外冷水池的水位傳感器進(jìn)行優(yōu)化，把較為單一的電阻式傳感器改成和浮球水位傳感器并聯(lián)，可以有效地降低故障造成異常的概率，加強測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。在改造結(jié)束之前，需要每天定時進(jìn)行外冷水水池的水位進(jìn)行檢查，并對水位的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以及對傳感器的工作狀況進(jìn)行檢查。

（三）對于硬件回路中隱患的整改措施

針對繼電器異常所導(dǎo)致的閥組跳閘現(xiàn)象，可以在閥冷系統(tǒng)的跳閘出口繼電器附近再安裝一個新的繼電器，并將兩個繼電器進(jìn)行并聯(lián)，將回路從單繼電器變?yōu)殡p繼電器，可以顯著地降低繼電器的故障概率。

針對空開F04與監(jiān)管回路1的連接中斷從而導(dǎo)致回路2失去供電發(fā)出警報出現(xiàn)跳閘現(xiàn)象，可以對直流電源的監(jiān)控回路供電系統(tǒng)進(jìn)行合理的調(diào)整，由空開F04來直接供電源監(jiān)視回路1，空開F08直接供電源監(jiān)視回路2。這樣兩個供電系統(tǒng)如果其中一個停止運行，也只是會影響相關(guān)的一個供電系統(tǒng)，而另一個供電系統(tǒng)仍然可以正常運作，以此來保證閥冷控制系統(tǒng)能夠更加穩(wěn)定安全地工作

（四）對于交流電源電壓監(jiān)視繼電器隱患的整改措施

針對監(jiān)管繼電器停止運行無法切換備用電源的情況，可以切換交流電源的監(jiān)控繼電器，將其更換成獨立供電的直流電源監(jiān)控繼電器，而交流電源停止運行時不會導(dǎo)致電壓監(jiān)控繼電器的正常運行，以此來保證備用電源能夠成功切換，避免了跳閘現(xiàn)象的產(chǎn)生[3]。

結(jié)束語：閥冷系統(tǒng)能夠保證換流閥始終保持在正常溫度下進(jìn)行運作，對其有著重要的輔助能力。但是閥冷系統(tǒng)也是直流輸配電系統(tǒng)中最容易出現(xiàn)問題的部分，一些電網(wǎng)的換流站曾經(jīng)猶豫閥冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障而致使整個系統(tǒng)停止工作。閥冷系統(tǒng)的構(gòu)成較為繁瑣，并且在運行過程中對于周遭的溫度等條件有著較高的要求，而組件也容易發(fā)生故障。所以對于閥冷系統(tǒng)進(jìn)行整改，完善閥冷系統(tǒng)體系，能夠顯著地降低閥冷系統(tǒng)出現(xiàn)故障的機(jī)率，保證了直流系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]莫文斌，張文，徐攀滕，高紅亮.特高壓換流站閥冷系統(tǒng)隱患分析及整改措施[J].電力科學(xué)與工程，2015，31（03）：29-32.

[2]韓帆.換流站閥水冷系統(tǒng)隱患分析及治理[J].電工技術(shù)：理論與實踐，2016：86.

[3]吳豪，董躍周，馮建偉.換流站閥冷系統(tǒng)閉鎖邏輯分析及其改進(jìn)措施[J].河南科技，2011（22）：88-89

（作者單位：國網(wǎng)四川特高壓宜賓管理處）