兴仁换流站阀冷控制系统dc24v电源冗余化改造问题分析

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1、兴仁换流站阀冷控制系统DC24V电源冗余化改造问题分析（1.南方电网超高压输电公司天生桥周贵州兴义562400）摘要：介绍了兴仁换流站阀冷控制系统重要性，分析了兴仁换流站阀冷控制系统供电电源存在的问题，提出阀冷控制系统供电电源的改进意见。关键词：换流站；直流；阀冷控制系统；电源0引言换流站与变电站最大的区别是换流站将交流电转为直流电，以实现大容量、长距离的运输，换流阀是实现交、直流转换的核心部件［1］,换流阀在实现交流转直流的过程中将产生大量的热量，为了降低换流阀元件的损耗、延长换流阀的使用年限，兴仁换流站除了使用阀厅空调将换流阀产生的热量排出阀厅外

2、，兴仁换流站还使用阀冷控制系统对换流阀进行冷却，以保证换流阀运行温度在正常范围内。阀冷控制系统分为内冷水系统和外冷水系统，内冷水系统通过内冷水管道对换流阀元件冷却，外冷水对内冷水进行冷却。如果内冷水高于49.2°C,阀冷控制系统将告警，提示运行人员及时采取措施控制阀冷内冷水温度，当内冷水温度高于54°C时，直流将跳闸，以防止内冷水温度过高而造成换流阀阀片损坏［2］。由此可见阀冷控制系统在直流系统中的重要地位，要求它既要有足够的冷却容量，乂要有较高的可靠性。兴仁换流站内冷水系统由两台主泵驱动内冷水循环，通过内冷水管道对阀塔设备进行冷却，两台主泵中一台主

3、运，一台备用，当主泵故障或是定期切换时投入备用主栗。1阀冷控制系统电源情况介绍兴仁换流站采用的是丙门子S7控制系统，由站用110V电源通过整流器转换为24V,再由24电源模块对控制系统供电。控制系统通过主泵的交流电源、切换周期等情况进行主泵的切换［3］。原DC24V母线负载分配如图1所示其中PLC电源、交流控制电源、辅助电源分别是为阀冷控制系统中的PLC控制系统、主泵交流进线电源监视模块、软启动模块供电。PLC控制系统：是水冷系统控制与保护的核心元件，兴仁换流站的阀冷控制系统选用的是西门子S7-400H系列PLC,采用热备用模式的主动冗余原理，主要实

4、现根据进线电压、切换周期等进行切换、启停主泵的功能，正常运行吋两个PLC控制系统一个主用、一个备用，主备之间实时通信，当主运PLC系统故障吋，立即投入备用PLC系统，当备用PLC系统故障时，阀冷控制系统将发外部跳闸命令，跳相应的直流极。主泵交流电源监视模块：兴仁站采用两路交流电源给主泵供电，主泵交流电源监视模块监测两路电源情况，如果两路电源正常，投入主运电源，如果主运电源故障，投入备运电源，两路电源故障，阀冷控制系统发外部跳闸命令，跳相应的直流极。主泵软启动：由于主泵直接启动时电流较大，对系统冲击较大，影响系统的稳定运行，主泵软启动器就是控制主泵启动

5、过程中的电压，按照设定的上升曲线上升至额定电压，图1中的主泵辅助电源就是为软启动器提供运行电压，如果软启动器运行故障，阀冷控制系统将发软启动器故障，将启动备用泵运行。如果两路软启动器故障，阀冷控制系统将发外部跳闸命令，闭锁相应的直流极。2.存在问题由图1可以看出兴仁换流站阀冷控制系统DC24V电源冋路中互为冗余的控制电源、设备电源均处于同一DC24V直流母线，当母线故障或掉电吋，将造成设备停运，可靠性不高，任一母线故障都将导致无主泵运行，引起直流跳闸，对于直流系统可靠运行是一个很大的威胁。原DC24V电源分配存在如下几个问题：(1)冗余PLC模块、交

6、流电源、主泵辅助电源分布在同一直流母线上,电气冋路不相互独立，任一母线故障均会造成阀冷控制系统的停运，导致相应直流极跳闸，如母线1故障，将导致冗余的PLC系统同吋掉电，导致主泵1、2均无法启动。（2）当任一DC110V直流电源失电后，冗余设备变成单一电源模块供电，此时，任一电源模块发生故障，将造成阀冷控制系统停运导致相应直流极跳闸。如DC110电源1故障后，阀冷控制系统由DC110电源2供电，如果此吋任意电源模块故障，均会引起阀冷控制系统停运。3解决措施为解决上述问题，DC24V电源冋路进行了改造，母线增加至四段，DC24V负载重新进行分配，如图2所

7、示经上述电源分配，解决了如下几个问题：1）为每一台DC24V电源配置了独立的配电开关，因此任一台电源故障，均不影响其他冋路上的电源正常工作。2）冗余PLC模块、交流电源、主泵辅助电源分布在不同的直流母线上，使电气冋路相互独立，任一母线故障均不会造成另一冗余负载设备掉电。3）当任一DC110V直流电源失电后，由于负载均分在四段母线上，设备的供电冋路仍具冇冗余功能。4结论兴仁换流站原来24V电源冋路存在较多运行风险，本文提出的负载的重新合理分配，在电气冋路上已实现冗余负载的电源冗余化，母线故障造成的停运几率大大降低，可以实现实现任一母线掉电均不造成阀冷主

8、泵停运的0的，提高阀冷控制系统的可靠性。参考文献：[1】赵蜿君.高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出