0 引言
在特高压直流输电工程800kV换流阀的低压加压中,可以对整个直流工程进行流变压器、换流阀及控制保护系统在低电压、低电流等方面进行模拟,其目的是对一次接线、换流阀、以流变一次接线、换流阀触发电压控制、换流阀同步电压触发控制、换流变末屏分压器电压指示等方面进行检测,保证各项运行处于正常状态。因此,±800kV换流阀低压加压试验直接反映特高压直流输电工程系统的逻辑程序,以及各项设备运行是否达到相关要求。
1 ±800kV换流阀低压加压试验分析
在±800kV换流阀低压加压试验时,换流变压器一次侧电压基本上都是来源于临时电源。但是,选取电源时需要根据一定的原则,即:±800kV换流阀两侧电压可在正常使用的前提下,保证电压的稳定性,并且还需要保证输出直流电流的系数处于合理范围内,这样主要是保证相关设备的稳定性,避免设备运行故障。另外,升压变压器高压侧接到换流阀提供电压,并且利用控制系统保证电压的同步性,分析±800kV换流阀低压加压试验相关参数的准确性。
另外,调压器的副边与试验电源换流变压器中所对应的关系处于合理的、正确的状态,并且需要对整个试验进行全程监控,保证±800kV换流阀低压加压试验的准确性。
2 试验原理分析
在±800kV换流阀低压加压试验之前,需要明确其试验原理,例如:电源、电压、接线等方面,其目的是保证±800kV换流阀低压加压试验相关数据的准确性。
2.1 电源
在分析±800kV换流阀低压加压试验原理时,一定要将电源作为分析的重点,电压设备主要是由调压变压器和升压变压器等组成,并且调压变压器的电压,保证升压变压器电压输出的稳定性,避免运行故障的产生。调压变压器中三相交流电源来源于附近的检修箱。另外,升压变压器利用YY接线的方式,避免高低侧相交误差的产生。但是,在升压变压器运行时,一定要使用降压到100V副边选项功能的变压器,且需要对同步电压进行分析。
2.2 电压
±800kV换流阀低压加压试验的电源电压相对较低,为保证相关试验参数的准确性,需要提供正常运行时的电压,或者波形比的同步电压,同时要保证电压的同步性。另外,需要根据试验的情况,采取其他方式和手段,为换流阀控制保护系统提供同步电压。
2.2.1 调压器输出电压
调压变压器与升压变压器都是星型接线,若两者电压相位存在一定差异,以在380V输入电压接入调压器,变为100V电压用作阀控同步电压。这样实际发出电压与换流变压侧电压的角度误差相对较小,并且在该方面确定后,需要将误差带入计算中,保证各项试验参数的准确性。
2.2.2升压输出电压
在±800kV换流阀低压加压试验的过程中,由于所使用升压变压的输入电压为380V,并且有3个电压档位(100V/1000V/15000V)可以选择。同时,在试验中将15kV作为换流变网侧电压,100V作为同步电压接入测量口,并且可以将其用作阀控制电压。另外,由于变压器都会存在角度方面的一些误差,所以在±800kV换流阀低压加压试验时,需要将其作为分析的重点,只有这样才能准确判断试验的有效性,为特高压直流输电工程运行的稳定性和安全性提供基础保证,同时避免设备运行故障的产生。
2.3 接线
接线是±800kV换流阀低压加压试验原理的重点。接线直流侧负载一定要满足电阻器计算的条件,并且阀与穿墙套管的管母自之间进行衔接。同时,需要根据相关要求,在试验开展前需要的保证交流场相关断路器和隔离开关处于合理的位置上,这样才能保证±800kV换流阀低压加压试验的稳定性。
2.4 设备测量
在±800kV换流阀低压加压试验中,需要对相关数据进行记录和分析,主要包括:换流变同步电压Uac、Y-Y换流变阀侧分压器输出二次电压UthyY、Y-△换流变阀侧分压器输出二次电压Uthy△等。同时,可利用一台录波仪对相关数据进行采集,保证各项数据的准确性。
2.5 直流控保
(1)在低压加压试验时,若系统运行状态无法满足相关条件,需要利用后台人工置数的方式,满足系统运行的条件。
(2)需要对同步电压进行检查,并且针对试验情况,对外部进行电压施加,确保数据电压采集的同步性,满足±800kV换流阀低压加压试验的需求。
(3)需要在PPR保护中将直流低电压运行系统安全退出,避免安全故障的产生。
3 ±800kV换流阀低压加压试验步骤及结论
根据±800kV换流阀低压加压试验原理,以及合理的试验步骤,展开试验过程并得出相关结论,目的是保证±800kV换流阀低压加压试验相关数据的准确性。
3.1 试验步骤
明确试验步骤是试验展开的基础,以下为具体试验步骤。
(1)需要对换流变的接线情况,进行全面的核对和检查,主要是判断接线是否处于正确的状态,保证后续试验展开的稳定性。
(2)工作人员需要对相关试验软件进行设置,可以设置成整流模式,退出状态设置成流变保护、直流低电压保护、脉冲丢失保护、直流电压异常保护等。同时,在试验之前,需要检查保证接线组满足试验需求。
(3)需要启动试验舍内,并且确定试验电源启动的正确顺序,保证调压器和升压变压器的运行处于正常、稳定的状态。同时。在电源启动后,需要调压变压器进行调整,保证其运行参数满足±800kV换流阀低压加压试验的需求,且需要检查试验电源相序和阀组点火控制单元电压信号是否处于同步的状态;若是同步信号处于正常状态,需要将电源断电,并且将其相关参数恢复在“0”,为后续试验的展开提供相对便利的条件。
(4)需要将试验电压加压参数提升到预期参数,并且对换流变压器套管末屏电压测量回路的参数值,保证参数值的准确性。
(5)在同步电压信号确定后,需要进行相应检查和校对,若没有任何异常现象,可以将直流运行控制系统单元的解锁角度设置成120°。同时,需要将闭锁换流阀角度重新设置,可以将其设置成90°,并且根据实验过程调整控制触发角度,从90°调整到75°、60°、45°、30°、15°。另外,利用示波器检查记录每个角度的阀侧电压及波形的相关参数。但是,在记录时,需要抱枕的直流波形波头的完整性,并且度回路的同步性、触发控制回路接线连接的正确性,进行分析和校对,避免各项参数存在较大的误差。
(6)在±800kV换流阀低压加压试验完成后,需要将其电源断电,并且将接地刀闸关闭。同时,移除±800kV换流阀临时短接接线,重新启动计算机软件,将其恢复到正常模式。另外,需要将试验现场中设置的一些临时设备拆除和移除,完成整个试验。
3.2 试验结论
试验负载以0-750Ω可调滑变电阻器为主,并且根据不同触发角,选择相对合适、合理的负载电阻。同时,利用实际录波分析仪取尾端50Ω分压电阻两侧的电压,针对电流利用串联电流表采集触发后的直流电流。也就是说触发角为15°,负载电阻为R=750Ω,网测施加相电压(U1)为4300V,并且通过录波分析仪实测为dtest=303.2V,U2=1010V,负载电流为6.05A。根据相关公式进行验证和分析,其公式为:Ud=2××U2×cosα°=4565V,通过公式可以知道实际测得的电压:Ud=Udtest×750Ω/50Ω=4545V,电流:Ud=Idtest×750Ω=4537.5V。根据各项计算参数对试验进行验证,U2为单个晶闸两端电压,Ud为负载采集电压,可以得到该波形符合触发后的Ud。
同时,若触发角为30°,负载(R)为600Ω,网侧施加相电压(U1)为4300V,录波测得参数为(Udtest)336.5V,U2=1009V,负载电流为6.71A。根据相关理论计算公式:Ud=2××U2×cosα°=4087V,电压测得实际参数为:Ud=Udtest×600Ω/50Ω=4038V,电流计算参数为:Ud=Idtest×600Ω=4026V。根据计算参数,可知其结论与上一个验证结论一致。由此可见,±800kV换流阀低压加压试验做到了同步性和准确性。
另外,在试验时,若一次接线处于正确状态,换流阀测网侧压电压与试验电压进行校准和确认,再一次证明接线的正确性。同时,一定要保证触发顺利的正确性,可以利用单晶闸管触发前后波形,判断该试验触发顺序的准确性,避免相关数据产生较大的误差;需要分析冷却系统运行是否处于正确的状态,这样可以在一定程度满足换流阀运行的条件。同时,一定要保证直流输出电压的正确性,若幅值与波形的参数很相近,就可保证其参数控制在合理的范围内;需要保证信号采集的正确性,以及各处电流电压回接线的正确性,这样可以有效满足换流阀控制保护系统的需求。
4 结语
综上所述,本文简要对±800kV换流阀低压加压试验、原理、步骤等方面展开了分析和阐述,并且将相关参数引进其中,得出相关结论,其目的是分析±800kV换流阀低压加压试验的准确性,为特高压直流输电工程运行的稳定性和安全性提供保证,希望对相关行业的发展起到促进作用。
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收稿日期:2018-10-10
作者简介:王定刚(1987-),男,甘肃兰州人,甘肃送变电工程有限公司工程师,研究方向:电力系统保护与控制。