换流站换流变分接头控制回路故障分析

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1、换流站换流变分接头控制回路故障分析摘要：本文主要介绍了500kV换流站的重要主设备换流变压器的有载调压开关，内容包括其调压原理，以及在多年的直流系统运维过程中，换流变压器有载调压幵关出现过的典型故障及整改处理措施。关键词：换流变分接头调压原理故障AnalysisofTransformerTapChangerControlCircuitFaultAbstract：Thisarticleintroducestransformertapchangerofconverterstation.Thecontentincludest

2、hetheoryofvoltageregulating,andthefaultoftransformertapchangercontrolcircuitduringtheHVDCtransmitting.Keywords:transformer；tapchanger；thetheoryofvoltageregulating；fault1、引言在高压直流输电系统中，换流变压器（以下简称“换流变”）是重要的设备之一，这是由于其处在交流电与直流电互相变换的核心位置以及在设备制造技术方面的复杂性和设备费用的昂贵等所决定的。另外

3、，换流变的可靠性及可用性对于整个系统来说也是关键的。作为换流变的重要组成部件一有载调压开关（以下简称“分接头”），在确保直流输电的安全稳定方面，起着举足轻重的作用。换流变分接头调节的意义：①当直流系统处于空载时，为保持换流变阀侧空载电压恒定，而调节换流变分接头。由于直流系统处于空载，换流变己充电，交流电网的电压波动引起的换流变阀侧空载电压变化，则调节换流变分接头档位保持换流变阀侧空载电压恒定。②直流系统正常运行时，直流负荷发生变化时，控制系统则一方面改变控制角（触发角或关断角）以调节直流功率，但另一方面又要保证控制角于

4、一定范围之

5、Aj。所以，当控制角超出范围时，则调节换流变分接头档位，再将控制角调回一定范之内。2、换流变分接头调压原理图1换流变分接头示意图调节换流变分接头档位改变变比，是通过改变换流变网侧线圈的匝数（换流变阀侧线圈匝数固定不变）来实现的。换流变分接头各主要部件：图中字母A为换流变网侧套管，字母B为换流变网侧屮性线套管，在A、B套管之间并联安装了两个分接头，两个分接头档位调节完全一致，其目的是为了满足容量的需要，因为单组线圈并不能满足单极直流系统额定工作时的功率（一般为1500丽）。对其屮一个分接头装置而言，N1为换流

6、变网侧绕组主线圈，其匝数计为nl;NX为换流变网侧绕组可调线圈，其匝数计为nx;数字1〜16为分接头选择开关静触头，黑色箭头为分接头选择开关动触头；数字20为分接头极性开关动触头，数字21、22均为分接头极性开关静触头。现以换流变分接头档位为1档（图屮所示的分接头调档范围为1〜31?n）,换流变网侧电压U1减小为例，说明分接头调压原理。当换流变网侧电压U1减小时，分接头由1档向16档调节，极性开关20号接头与21号接头连接，选择幵关动触头与选择开关静触头1〜16依次连接。此时,N1和NX极性相同，因此换流变阀侧电压U2

7、的计算公式为：==（1-1）上式中n2为换流变阀侧绕组线圈的匝数（固定值）。由于换流变网侧电压U1减小，分接头档位上升，nx减小，从而保证换流变阀侧电压U2恒定。此时，若换流变阀侧电压仍不能达到要求，则分接头由16档向31档调节，极性开关20号接头与22号接头连接，选择开关动触头与选择开关静触头16〜1依次连接。此时，线圈N1和NX极性相反，因此换流变阀侧电压U2的计算公式为:==(1-2)由于换流变网侧电压U1减小，分接头档位由16档继续上升，nx增大,从而保证了换流变阀侧电压L2恒定。3、换流变分接头常见故障及分析

8、总结换流站多年的运维经验，换流变分接头常见故障为分接头不同步（不一致）故障。下面江陵站和宜都站换流变分接头故障为例，分析故障原因及采取的处理措施。3.1江陵站换流变分接头故障分析2003年12月5H，江陵换流站极I换流变Y/YA相分接头出现卡死故障：只能上升，不能下降。在运行人员工作站上上显示该换流变的分接头位置为24,而另外5台均为18,并且不能采用手动模式对故障换流变分接头进行调节。故障原因分析：1）可能原因一：控制软件出现故障，分接头降档指令不能发出。当手动模式降低分接头档位，在二次软件中观察到分接头下降指令确实

9、已经发出，但是分接头却没有正确动作，因此该原因被否定，继续分析排查。2）可能原因二：分接头操作机构故障或是电机控制回路故障造成分接头档位不能下降。因故障现象为分接头只能升档，不能降档；所以，查看电机驱动机构的回路图屮控制分接头下降的回路部分，如下图所示。图2换流变分接头电机驱动机构回路图图2巾上图为控制换流变分接头降档的冋路部分，