1.2极控系统的切换逻辑
深圳换流站极控切换可分为极控系统故障自动切换和根据需要手动切换两种。
极控系统判运行系统故障逻辑如图2所示。极控系统检测到主系统故障时,会发信号给逻辑切换模块COL自动切至备用系统。在备用系统正常(即“System OK”灯亮且“System Fault”灯熄灭)的前提下,极控系统判主系统存在以下故障可能:一是本系统为主系统且检测到两套系统电压电流测量异常,判据是系统测量到实际直流电流97% d_act大于最大电流值Imax或检测到不在空载线路测试模式下直流电压为45%~55%倍额定电压;二是本系统为主系统,两套系统测量到的触发角a角差在5. 2~9°,主系统的两套LAN网均存在扰动且备用系统的两套LAN网均无扰动;三是本系统为主系统,两套系统测量到的触发角差在5. 2~9°,主系统连接换流变的I/O单元存在扰动且备用系统连接换流变的I/O单元无扰动。
系统间测量故障信号的联系如图3所示。两套极控系统测量故障信号互为判据,延时器可使高电平至少保持300ms,遇到上升沿时刷新计算时间。两套极控系统均测量到故障信号时,主系统会自动切至备用系统,若切换后两套极控系统测量故障信号均未能消除,则保证300ms内不会再次发生切换。
极控手动切换逻辑如图4所示。极控系统若检测到三种故障情况之一,即判断主系统存在故障,将自动切至备用系统;若三种故障情况均未检测到,则开放手动切换功能。手动切换极控主备系统需要满足以下条件:一是两套系统测量到的触发角差在5. 2~9°;二是备用系统的切换按钮(即“Set System active”按钮)按下;三是两套系统测量到的触发角差在5. 2°到9°范围之外或主系统故障(即“System OK”灯熄灭且“System Fault”灯亮)或主系统的切换按钮不在按压状态。若满足上述情况,则极控系统向主系统的逻辑切换模块COI.发旁路信号,将系统切至备用系统。
2 逻辑切换模块COL跳闸逻辑
深圳换流站曾因极一极控系统的逻辑切换模块COL烧毁导致极一跳闸。
2.1 COL模块跳闸逻辑
正常运行情况下,逻辑切换模块COL "NO ESOF”指示灯常亮。若该灯熄灭,则启动SER(监控信号),启动TFR(故障录波装置),熄灭极控屏柜灯,发跳闸信号经过极保护接口屏S112、 S212压板(对应跳闸回路1/2)送至两套换流变保护屏。极控切换模块COL跳闸流程如图5所示。
“NO ESOF”灯常亮的情况可分成两种:一是正常模式下两套极控中有一套“System OK”灯亮;二是手动模式时极控主系统“System OK”灯亮。
2.2 COL模块故障引起直流极一跳闸
某日,兴安直流逆变侧深圳换流站SER发极一两套VBE故障、极一极控“System SELECTION”跳闸和极一外部保护跳闸动作信号,极一换流变馈线开关5051、500kV第五串联络开关5052断开,极一退至备用状态,极二功率为1 788MW。
由SER信号可知,极一两套阀基电子设备屏VBE两套系统故障,同时收到外部保护跳闸信号。收到两套“VBE FAULT”信号,即两套极控系统“System OK”绿灯均不亮,故“NO ESOF”绿灯不亮,继而通过极一保护接口屏发送跳闸信号至换流变保护屏跳极一,动作后果正确。
2.3事故原因分析及相应改进措施
现场检查发现,极一两套VBE和两套极控系统绿灯熄灭,附近存在明显焦糊味道,VBE和极控系统及其屏柜进线电缆外观无损坏现象,极控两个COL模块灯全部熄灭,阀厅无异常,红外测温无异常。进一步检查发现极控两个COL模块均有烧焦痕迹且被烧穿。
该事故暴露出原设计存在安全隐患。安装时,两个COL模块位置较接近,一个模块烧毁可能影响到另一个模块的正常运行。在年度停电检修时,对双极极控的COL模块进行了改造:将原紧挨着的两个COL模块分开放置;将原两个COL模块共用两路电源改为每个COL模块由一路独立电源供电。