直流系统频发换相失败的分析处理

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1、直流系统频发换相失败的分析处理（1•南方电网超高压输电公司丿'•州局丿'•州510405）摘要：换相失败是高压直流输电系统最常见的故障现象之一［1］。宝安换流站极2在一次操作交流系统刀闸后频发换相失败告警，针对此次事件对换相失败原理、此次频发换相失败的过程进行分析，并结合后续检查处理措施，阐述导致直流系统频繁换相失败的最终原因，并提出日常运维建议。关键词：换相失败；直流输电；1换相失败的原理1.1换相失败极过程［1］换相失败是高压直流输电系统最常见的故障现象之一。由于换流器交流侧电感的存在，换流器换相时，电流转移需要一定的时间才能完成。当换流阀的两个桥臂之间换相结束后，刚退出导通的阀在反向电

2、压作用的一段时间内未能恢复阻断能力，或者在反向电压期间换相过程没有能进行完毕，这样在阀电压转变为正向时被换相的阀将向原来预定退出导通的阀进行倒换相，这就是换相失败。1.2导致换相失败的因素［2］交流低电压导致逆变侧换相电压的降低，从而致使木应导通的阀无法导通，最终导致换相失败。此外，离故障点电气距离越近的逆变站发生换相失败的情况越严重。丢失触发脉冲会导致换相失败。丢失触发脉冲时阀会发生不开通故障,导致换相过程无法进行，原先导通的阀继续导通，从而导致换相失败。逆变侧出现阀短路时也会导致换相失败。当逆变侧某一个阀发牛短路故障而强行导通时，其他应该正常导通的阀由于失去换相电压从而无法导通，同样会导

3、致换相失败。1.3换相失败的影响极控系统本身具有换相失败监视、跳闸功能［3］：当主极控系统监测到熄弧角小于3度U持续200ms后，极控判断当前系统软件故障同时自动切换至备用系统运行；当备用极控系统监测到熄弧角小于3度U持续30s后，极控判断备用系统软件故障。频繁的换相失败会影响极控系统的安全稳定运行，进而影响直流系统的安全稳定运行。2一次典型换相失败事件宝安换流站的500kV交流场为3/2接线方式，总共有8串，第一串为不完整，双极换流变馈线开关为5051、507K事件发生前，交流系统方式为500kV第二至八串开环运行，500kV#1主变高压侧开关5001在500kV#1M运行，宝安站500k

4、V#2M正在由热备用状态转冷备用状态的操作。事件时间顺序如下：01:20:15,工作站发出拉开50732刀闸命令。1秒后工作站显示50732刀闸已拉开。01:21:03,工作站发出拉开50731刀闸命令。01:21:04.465,工作站显示极二发生换相失败一次，持续吋间为63mso01:21:04.660,工作站显示极二发生换相失败一次，持续吋间为45mso01:21:04.725,工作站显示极二发生换相失败一次，持续吋间为55mso01:21:04.238,工作站显示50731刀闸已拉开。01:23,经与总调确认，网内无扰动。3事件分析SER显示，工作站01:20:15.410发出拉开50

5、732刀闸命令，01:20:16.281拉开50732刀闸，01:20:16.281启动极2TFR(=22X6O+X1)录波。从此次的录波来看，50732刀闸拉开吋，B相交流电压发生波动，B相交流电压跌落最小峰值为222kV(正常峰值为430kV),波动持续时间约160ms极2极控系统1屏内所接中元华电录波仪记录的送至极2极控系统1的交流电压信号和极2极控系统1换相失败开出信号如下图1所示，从图1可知极2极控系统1发出3次换相失败信号，与SER记录相符；3次换相失败信号出现的同时,交流系统A、B、C三相电压均有较大波动，B、C相电压甚至跌落至零，A相电压波动持续长达Is,B、C相电压分别持续

6、约320ms、440ms。图2极2极控系统2录波综上所述，在此次拉开50731刀闸分闸过程中，极2换流变馈线PT端子箱送至至极2极控系统1和极2极控系统2的电压冋路存在异常。通过对送电压冋路进行逐级检查，发现极2换流变馈线PT端子箱内送往极控的电压小空开存在异常。对极2换流变馈线PT端子箱内送极控的电压小空开进行导通性测试和直流电测试，测试结果存在异常。因此，极2频发换相失败的最终原因定位为极2换流变馈线PT端子箱内电压小空开由于受潮等因素导致的工作不稳定。用合格的备品对极2换流变馈线PT端子箱内电压小空开进行更换后，故障消除。4运维建议此次宝安换流站频发换相失败的原因为换流变馈线PT端子箱

7、内电压小空开由于受潮等因素导致的工作不稳定，因此在日常运维过程有必要采取措施防止类似事件发生。1）在暴雨季节或者汛期，增加对户外端子箱特巡的频次，着重检查端子箱的密封性能和有没有受潮，发现问题后及早解决。2）将对PT端子箱内电压小空开工作性能进行测试列入换流站设备年度检修计划表中，定期对电压小空开进行检查。3）在一些继电器较多或者端子箱内很多元件的工作性能易受端子箱内温湿度影响的端了箱比如换流变PT端了箱加装