(中國南方電網公司超高壓輸電公司昆明局,云南 昆明 650300)
換流站閥冷卻系統(tǒng)是換流閥的一個重要組成部分,它將閥體上各元件的功耗發(fā)熱量排放到閥廳外,保證晶閘管運行結溫在正常范圍[1]。而完成熱量排放的關鍵設備是噴淋水池,噴淋水池是否有足夠的外冷水直接關系到閥冷系統(tǒng)的排熱效果,噴淋水池液位超低時,還會作用于閥冷系統(tǒng)跳閘。
自±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)投入以來,一直存在閥冷噴淋水池工業(yè)補水泵啟停SER上傳不正?,F(xiàn)象,運行人員一直無法正確掌握閥冷工業(yè)補水是否正常,嚴重威脅閥冷系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
2014年5月21日17時50分,±800kV普洱換流站運行人員監(jiān)盤發(fā)現(xiàn)極I高端閥組閥冷系統(tǒng)在HMI界面中狀態(tài)為告警,SER未報任何告警信號,現(xiàn)場閥冷控制屏也無告警信號。
檢查發(fā)現(xiàn)極I高端閥冷接口屏內DFU410開入的“外冷水補水泵啟動信號”端子一直處于置位狀態(tài),而實際此時閥冷工業(yè)補水泵處于停止狀態(tài)。
±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵的啟??刂坪托盘柹蟼魇且試娏芩匾何桓叩妥鳛榕袚?jù),噴淋水池安裝有兩個超聲波液位傳感器(LT21、LT22),兩個液位傳感器分別同時上傳模擬量信號至閥冷控制屏柜AP8和AP9,LT21液位模擬量信號經AI3A和AI3B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400,LT22液位模擬量信號經AI6A和AI6B模擬量輸入模塊分別送至兩套控制屏柜的CPU400,CPU400將模擬量信號轉換為數(shù)字量信號,用于上傳工業(yè)補水泵啟停信號至SER[2]。
而工業(yè)補水泵的啟??刂剖怯绍浕刂破罙P10(以下簡稱AP10)完成,其控制啟停的依據(jù)也是噴淋水池液位,而該液位是由兩個CPU400輸出的液位數(shù)字量,經A03A和A03B模擬量輸出模塊輸出至XJ13A二極管模塊后通過硬接線端子傳至AP10,AP10根據(jù)液位定值設定判斷是否啟停工業(yè)補水泵,工業(yè)補水泵啟停定值見表1[3],工業(yè)補水泵啟??刂坪托盘柹蟼麝P系如圖1所示。
表1 閥冷工業(yè)補水泵啟停定值表
圖1 工業(yè)補水泵啟??刂坪托盘柹蟼麝P系圖
由圖1可以看出,工業(yè)補水泵啟停信號的上傳是由AP8屏柜的CPU400A和AP9拼柜的CPU400B共同完成,而工業(yè)補水泵的實際啟??刂剖怯葾P10屏柜的CPU200通過勵磁KAW1常開型繼電器閉合觸點實現(xiàn)[2],由表1可知,三套CPU設置定值完全一致,理想狀態(tài)下可以實現(xiàn)工業(yè)補水泵的啟??刂坪驼_的SER信號上傳。
然而,在實際中測量數(shù)據(jù)存在偏差,原因是CPU200接收的模擬量信號是由CPU400經過數(shù)模轉換,而后經AO3A、AO3B以及XJ13A二極管模塊處理通過硬接線送達,CPU200接到送來的液位模擬量信號是經過多重處理的模擬量,因而存在細小的測量偏差。
3.2.1 CPU200測量值大于CPU400測量值
當AP10屏柜的CPU200測量液位值大于CPU400時,液位降低時,CPU400先到達65%定值動作,上傳“工業(yè)補水泵啟動”信號至SER,而此時CPU200判斷并未到達65%的補水定值,故而不發(fā)“工業(yè)補水泵啟動”控制命令,此時工業(yè)泵不會啟動,SER接到錯誤的啟泵信號。
隨著噴淋水池不斷蒸發(fā),實際液位緩慢降低,當CPU200檢測到液位低于65%時,勵磁KAW1發(fā)出“啟泵”命令,進而啟動補水泵使噴淋水池液位緩慢上升,當液位上升至停泵液位78%時,CPU200首先到達定值動作,停止工業(yè)補水泵運行,而此時CPU400尚未到達78%的動作定值,因而不發(fā)“工業(yè)補水泵停止”信號至SER,運行人員從SER認為工業(yè)補水泵一直處于運行狀態(tài),該情況動作狀態(tài)如圖2所示。
圖2 液位變化控制動作圖
3.2.2 CPU200測量值小于CPU400測量值
當AP10屏柜的CPU200測量液位值小于CPU400時,液位降低時,CPU200先到達65%定值動作,發(fā)出“工業(yè)補水泵啟動”控制命令,而此時CPU400判斷并未到達65%的信號上傳定值,故而不上傳“工業(yè)補水泵啟動”信號至SER,此時工業(yè)補水泵處于啟動狀態(tài),SER無法接收工業(yè)補水泵啟動信號。
工業(yè)補水泵啟動后,噴淋水池液位緩慢上升,CPU400會先行到達78%停泵定值而發(fā)出“工業(yè)補水泵”停止信號,而此時工業(yè)補水泵仍在運行狀態(tài),當噴淋水池液位上升至CPU200判斷為78%時,發(fā)出“工業(yè)補水泵停止”命令,停止工業(yè)補水泵的運行,該情況動作狀態(tài)如圖3所示。
圖3 液位變化控制動作圖
通過以上分析,我們得出這樣的結論,導致工業(yè)補水泵信號不正常的根本原因是兩套CPU接收的液位數(shù)據(jù)存在誤差,而目前尚無好的方法消除這個誤差,再者,同一動作命令和信號由兩套不同的系統(tǒng)發(fā)出本身也存在不合理的因素,所以我們提出工業(yè)補水泵啟停信號和命令統(tǒng)一由AP10屏柜的CPU200發(fā)出,具體改動試驗方法如下:
軟化水控制屏CPU200是通過對屏內KAW1進行勵(失)磁,而發(fā)出的工業(yè)補水泵啟停命令,如果再增加一個與KAW1并聯(lián)的繼電器KAW11實現(xiàn)同時勵(失)磁,由KAW11負責SER信號的上傳,從而達到SER信號與實際運行工況相同的目的。
4.1.1 增加并聯(lián)繼電器KAW11,如圖4所示。
圖4 新增并聯(lián)繼電器前后對照圖
4.1.2 修改SER信號上傳接線
4.1.2.1 AP8屏柜接線修改
取消原AP8屏柜CPU400通過勵磁KC37A繼電器上傳工業(yè)補水泵啟停SER的現(xiàn)狀,改由KAW11繼電器的11、14常開觸點控制,如圖5所示。
4.1.2.2 AP9屏柜接線修改
取消原AP9屏柜CPU400通過勵磁KC37B繼電器上傳工業(yè)補水泵啟停SER的現(xiàn)狀,改由KAW11繼電器的21、24常開觸點控制,如圖6所示。
經過上述修改,最終實現(xiàn)閥冷工業(yè)補水泵啟停信號上傳和控制命令同時由AP10屏柜CPU200完成,如圖7所示。
采用電位計模擬噴淋水池液位低的方法進行驗證,當液位低于65%時,CPU200發(fā)出“工業(yè)補水泵啟動”信號,此時KAW1與KAW11同時勵磁,工業(yè)補水泵啟動同時SER收到啟泵信號;模擬液位高于78%時,系統(tǒng)自動執(zhí)行反沖洗程序,時間大約7分鐘后,工業(yè)補水泵停止運行同時SER收到停泵信號,SER信號如圖8所示。
圖5 AP8屏柜接線修改前后對照圖
圖6 AP9屏柜接線修改前后對照圖
圖7 修改后工業(yè)補水泵啟??刂坪托盘柹蟼麝P系圖
圖8 試驗過程SER信號
本文通過對±800kV普洱換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵啟停信號上傳不正確的原因進行了詳細的分析,找出了導致信號誤報的關鍵點,提出了整改方法,并闡述了實際試驗的效果,事實證明該改進方法確實可行。本文的分析和結論對未來換流站閥冷系統(tǒng)工業(yè)補水泵控制和信號上傳設計方式上提供了有力的參考,也為目前存在該設計問題的換流站如何整改提供了借鑒。
[1] 趙畹君.直流輸電[M].浙江大學發(fā)電教研組直流輸電教研組,1982.
[2] 常開忠,禹晉云,顏波,等.±800kV 云廣特高壓直流輸電工程普洱換流站運行規(guī)程[Z].昆明,中國南方電網超高壓輸電公司安寧局,2013.
[3] 王靖,盧志敏,冷明全.糯扎渡至廣東±800kV直流輸電工程普洱換流站換流閥冷卻系統(tǒng)設計手冊[Z],廣州高瀾節(jié)能技術股份有限公司,2012(7).