引言

魯西背靠背直流異步聯(lián)網(wǎng)工程常規(guī)直流換流閥由2個(gè)12脈動(dòng)換流閥構(gòu)成,1個(gè)12脈動(dòng)換流閥采用四重閥結(jié)構(gòu),每個(gè)四重閥分為左右兩個(gè)閥塔。換流閥是換流站內(nèi)最重要和最復(fù)雜的設(shè)備之一,冷卻水的泄漏會(huì)對(duì)換流閥的安全運(yùn)行帶來嚴(yán)重威脅。為了監(jiān)視閥冷系統(tǒng)的運(yùn)行狀況,在閥控系統(tǒng)保護(hù)中配置了漏水監(jiān)視保護(hù)。

本文以魯西換流站一起閥塔漏水告警故障為例,詳細(xì)介紹了閥塔漏水監(jiān)測(cè)裝置的工作原理,并提出了閥塔漏水告警的處理措施,為運(yùn)行人員的日常運(yùn)維提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)。

1故障概況

2018-08-22T23:05,魯西換流站發(fā)現(xiàn)換流單元一廣西側(cè)換流閥C相右塔的一般缺陷。現(xiàn)象:魯西換流站工作站多次瞬發(fā)換流單元一廣西側(cè)閥塔VCR漏水錯(cuò)誤告警,現(xiàn)場(chǎng)檢查未發(fā)現(xiàn)漏水。

2漏水原理

2.1漏水檢測(cè)原理概述

魯西換流站常規(guī)直流換流閥為懸吊式四重閥,每個(gè)閥廳內(nèi)懸吊6個(gè)四重閥塔,其中整流側(cè)3個(gè),逆變側(cè)3個(gè)。每個(gè)閥塔底部屏蔽罩內(nèi)放置有一個(gè)集水裝置收集閥塔泄漏水,同時(shí)在裝置內(nèi)裝設(shè)了一個(gè)浮子來監(jiān)測(cè)水位,如圖1所示。

當(dāng)閥塔內(nèi)漏水時(shí),泄漏水將沿著閥塔流到屏蔽罩上,并通過傾斜面收集到裝有液位指示的集水裝置里。浮子上的阻光器將隨著水位的高度,上下移動(dòng)位置。當(dāng)升高至報(bào)警或跳閘位置時(shí),相應(yīng)的光通道被閉鎖(通光孔與光通道錯(cuò)位）,VCE漏水檢測(cè)光接收板卡如果收不到相應(yīng)的返回信號(hào),就會(huì)發(fā)送相應(yīng)的報(bào)警或跳閘信號(hào)到極控。當(dāng)閥塔內(nèi)漏水檢測(cè)裝置的水位達(dá)到一級(jí)報(bào)警條件并且持續(xù)時(shí)間超過30s時(shí),VCE產(chǎn)生報(bào)警,并上報(bào)事件"漏水檢測(cè)一級(jí)報(bào)警"。水位繼續(xù)上升,達(dá)到二級(jí)報(bào)警條件并且持續(xù)時(shí)間超過5s時(shí),上報(bào)事件"漏水檢測(cè)二級(jí)報(bào)警",同時(shí)輸出跳閘信號(hào)。如果VCE在未產(chǎn)生一級(jí)報(bào)警的情況下,直接檢測(cè)到二級(jí)報(bào)警,則報(bào)"漏水檢測(cè)故障"。故障消失后,產(chǎn)生報(bào)警取消的事件信息。

2.2FCK215漏水避雷器監(jiān)測(cè)機(jī)箱功能描述

如圖2所示,FCK215漏水避雷器監(jiān)測(cè)機(jī)箱可以實(shí)現(xiàn)對(duì)閥塔的漏水檢測(cè),輸出漏水報(bào)警事件,同時(shí)可以監(jiān)視換流閥上12個(gè)閥避雷器及1個(gè)中性點(diǎn)避雷器的動(dòng)作情況。

2.3FCK215漏水避雷器監(jiān)測(cè)機(jī)箱硬件回路梳理

FCK215漏水避雷器監(jiān)測(cè)機(jī)箱可實(shí)現(xiàn)6個(gè)閥塔漏水點(diǎn)漏水狀態(tài)及12路閥避雷器與1路中性點(diǎn)避雷器動(dòng)作信號(hào)監(jiān)測(cè)。1個(gè)FCK215機(jī)箱由2塊I0插件、2塊MC插件、2塊LE插件和3塊LR插件構(gòu)成,其中I01、MC1為A系統(tǒng),I02、MC2為B系統(tǒng),兩個(gè)系統(tǒng)的主備切換由極控系統(tǒng)發(fā)送的主、備信號(hào)區(qū)分。主備系統(tǒng)的MC板分別接收極控系統(tǒng)0LTSTART調(diào)制信號(hào),實(shí)現(xiàn)該信號(hào)有效、無效和異常狀態(tài)監(jiān)測(cè)功能,并上傳0LTSTART有效狀態(tài)到FCK221閥控接口機(jī)箱,再分別下傳0LTSTART狀態(tài)到6個(gè)FCK213閥測(cè)控機(jī)箱。FCK215裝置如圖3所示,各個(gè)板卡功能介紹如下所述:

(1）I0插件:提供機(jī)箱電源,輸出告警報(bào)文。

(2）MC插件:系統(tǒng)通信、漏水與避雷器狀態(tài)處理,0LTSTART信號(hào)接收與處理,避雷器動(dòng)作信號(hào)高速錄波。

(3）LE插件:6個(gè)閥塔漏水檢測(cè)脈沖信號(hào)輸出。

(4）LR插件:6個(gè)閥塔漏水檢測(cè)脈沖信號(hào)接收,12路閥避雷器與1路中性點(diǎn)避雷器動(dòng)作信號(hào)監(jiān)測(cè)。

2.4FCK215機(jī)箱與FCK221閥控接口機(jī)箱通信回路梳理

FCK215機(jī)箱與FCK221機(jī)箱之間的通信回路如圖4所示,主要有兩種通信形式,一種是光調(diào)制信號(hào),是FCK221機(jī)箱與FCK215機(jī)箱Io板卡之間的通信形式,另一種通過HDLC通信協(xié)議進(jìn)行通信,是FCK221機(jī)箱與FCK215機(jī)箱MC板卡之間的通信形式。FCK221機(jī)箱通過2根光纖分別由7塊1in7outoPT板中的2塊與FCK215機(jī)箱的Io板連接,傳遞極控下發(fā)的控制信號(hào)(DBLK、ACTIVE等),而Io板再通過2根光纖分別與FCK221機(jī)箱的3塊7in1outoPT板連接,傳遞VCETRIP等信號(hào)。

FCK221機(jī)箱的Tx板卡與FCK215機(jī)箱的MC板卡之間通過HDLC通信協(xié)議進(jìn)行通信,FCK215機(jī)箱的MC板卡分A/B系統(tǒng),因此分別對(duì)應(yīng)FCK221機(jī)箱的A/B系統(tǒng)。FCK221機(jī)箱至FCK213機(jī)箱的光纖有3根,分別傳送GPS、HDLC下行、HDLC同步信號(hào),FCK215機(jī)箱至FCK221機(jī)箱的光纖僅有1根,傳送FCK215判斷生成的事件報(bào)文。FCK215機(jī)箱的MC板上x2輸出口與x4輸入口相連,使得漏水跳閘使能,即當(dāng)滿足二級(jí)漏水時(shí)FCK215將生成跳閘信號(hào)。

2.5漏水監(jiān)視保護(hù)原理及邏輯框圖

漏水監(jiān)視保護(hù)是常規(guī)直流換流閥閥控系統(tǒng)的重要電氣量保護(hù)。圖5所示為換流閥漏水監(jiān)視保護(hù)框圖,在FCK215機(jī)箱檢測(cè)到一級(jí)漏水時(shí)間超過3s0,二級(jí)漏水時(shí)間超過50,且漏水跳閘使能(即將FCK215機(jī)箱MC板卡的x2與x4端口相連),將輸出TRIP有效信號(hào),極控系統(tǒng)收到后將執(zhí)行系統(tǒng)切換,由于另一套系統(tǒng)檢測(cè)到該故障后也將輸出TRIP有效信號(hào),因此極控系統(tǒng)將因切換失敗跳閘。

3原因分析

通過查看歷史故障信息可知,僅閥控B套會(huì)瞬發(fā)漏水錯(cuò)誤告警,且每次信號(hào)持續(xù)時(shí)間僅為2s30,原因可能是B套運(yùn)算周期要超前于A套運(yùn)算周期,而該閥塔告警信號(hào)僅為瞬時(shí)性干擾信號(hào),該干擾僅落入B系統(tǒng)運(yùn)算周期,經(jīng)濾波處理后A套已無法檢測(cè)到。在光學(xué)器件可靠性試驗(yàn)過程中,發(fā)現(xiàn)光接收器件所接收光能量過強(qiáng),也會(huì)導(dǎo)致接收信號(hào)發(fā)生一定程度的畸變從而帶來干擾。

綜合以上分析,本次閥塔漏水告警并未實(shí)際發(fā)生漏水,經(jīng)與現(xiàn)場(chǎng)核實(shí),運(yùn)行人員在閥廳巡視走廊觀察也未發(fā)現(xiàn)有漏水痕跡。則可能的故障原因主要有以下幾點(diǎn):

(1)漏水檢測(cè)機(jī)箱光發(fā)射板激光器發(fā)光能量偏高:

(2)漏水檢測(cè)機(jī)箱FCK215光發(fā)射板A7.B3激光器工作異常:

(3)Gx.CR.LEAK.3發(fā)射光纖光衰偏大:

(4)漏水檢測(cè)機(jī)箱FCK215光接收板A7.B7光接收器件工作異常:

(5)Gx.CR.LEAK.4接收光纖光衰偏大:

(6)換流閥C相右塔漏水檢測(cè)裝置二段通光孔通光能力不足。

4處理建議

本次閥塔漏水錯(cuò)誤告警信號(hào)的告警級(jí)別為輕微,不會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)切換:漏水錯(cuò)誤告警還未消失情況下若同時(shí)再出現(xiàn)一段漏水告警,則閥控B系統(tǒng)將上報(bào)VBETRIP給極控系統(tǒng),導(dǎo)致極控系統(tǒng)B套宕機(jī),因?yàn)锳套無異常,正常情況下可切換至A套保持直流系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了確保設(shè)備的安全和直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,結(jié)合運(yùn)行實(shí)例及檢修、試驗(yàn)結(jié)果給出以下處理建議:

(1)僅B套瞬發(fā)漏水錯(cuò)誤告警,對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行無影響,在沒有停電窗口期的情況下,無需特別處理。

(2)若閥控B套漏水錯(cuò)誤告警還未消失情況下同時(shí)再出現(xiàn)一段漏水告警,將會(huì)導(dǎo)致極控系統(tǒng)B套宕機(jī),運(yùn)行人員應(yīng)立即手動(dòng)將極控B套切至備用運(yùn)行:若B套跳閘請(qǐng)求信號(hào)一直不消失,則應(yīng)立即申請(qǐng)停電檢查處理,若方式處不同意安排停電,為確保無實(shí)際漏水情況下不發(fā)生直流誤閉鎖,可采取將B套漏水跳閘使能光纖拔出的臨時(shí)措施。

(3）利用直流年度停電檢修時(shí)間,對(duì)C相右塔二段漏水光回路所有故障點(diǎn)展開排查并處理,保證漏水檢測(cè)跳閘功能可靠、準(zhǔn)確。