换流站站用电备自投逻辑分析与改进建议

王喆 黄家铭 陈飞 吴剑波

摘 要：换流站由于配置了阀冷却系统等大量辅助设备，对站用电源的可靠性有极高的要求。本文以宜都换流站为例，对站用电系统10kV、400kV备自投系统进行介绍，重点对10kV和400V备自投系统的动作过程进行了分析，并对10kV和400V备自投系统的动作延时配合提出了改进建议。

关键词：换流站；站用电；备自投

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.23.152

1 引言

换流站由于换流阀运行中会产生大量的热量，配置了阀冷却系统等大量辅助设备，这些设备需要不间断运行，因此换流站对站用电源的可靠性有极高的要求。换流站的站用电大多采用了三路电源，并配置了备自投系统，以保证供电的可靠性。

2 宜都换流站站用电概述

宜都站站用电系统采用三回35kV电源供电。在正常运行方式下，35kV I回、II回、III回通过35/10kV变压器给10kV I母、II母、III母供电，10kV I母通过10 /0.4kV变压器给极I、极II 400V SA母线供电，10kV III母通过10 /0.4kV变压器给极I、极II 400V SB母线供电。

10kV母线进线开关101、102、103与联络开关131、132之间能实现备自投功能；400V开关411、412、 410之间以及421、422、420之间能实现备自投功能。宜都站站用电接线如图1所示：

3 备自投切换逻辑

3.1 10kV备自投切换原则

10kV备自投系统动作的判据为35/10kV站用变低压侧电压OK信号，当此电压OK信号消失达到1s时（或电压OK信号恢复后），10kV备自投系统开始动作出口，延时0.02s发出开关分闸指令，延时0.6s发出开关合闸指令。

3.2 10kV备自投动作顺序（以站用电35KV I回为例）

（1）站用电 35KV I回故障时，延时1.02s跳开101开关，延时1.6s合上联络开关131。10kV母线失电时间约为1.6s。

（2）站用电35KV I回故障后电压恢复，则延时0.02s跳开联络开关131，延时0.6s合上101开关。联络开关分闸与进线开关合闸时间间隔为0.58s，故10kV母线失电时间为0.58s。

（3）站用电35KV I回瞬时故障后电压恢复，且1.02s﹤t（失电时间）<1.6s。此种情况下，101开关延时1.02s自动跳开，但因失电时间未达到备自投合闸延时，联络开关131不会合闸。待电压恢复后，会延时0.6s再重新合上101开关。在这种情况极端下，10kV母线失电时间最长可达到2.2s。

3.3 400V备自投切换原则

400V备自投系统是否动作的判据为10/400V站用变低压侧电压OK信号，当此电压OK信号消失后（或电压OK信号恢复后），备自投系统动作，延时4s发出开关分闸指令，延时5s发出开关合闸指令。

3.4 400V备自投动作顺序（以极1 400V段为例）

（1）11B或12B失电，则延时4s跳开411或412开关，延时5s合上联络开关410。400kV母线失电时间约为5s。

（2）11B或12B电压恢复，则延时4s跳开联络开关410，延时5s合上411或412开关。联络开关分闸与相应进线开关合闸时间间隔为1s，故400kV母线失电时间为1s。

（3）11B或12B瞬时失电后恢复，且4s﹤t（失电时间）<5s。此种情况下，411或412延时4s自动跳开，但因失电时间未达到备自投合闸延时，联络开关410不会合闸。待电压恢复后，会延时5s再重新合上411或412开关。在这种情况极端下，400V母线失电时间最长可到达约10s。

4 备自投逻辑改进建议

根據上面备自投动作时序的分析，10kV备自投完成动作时间最多为 2.2s，400V备自投的延时设定可考虑与2.2s的时间进行配合。而目前400V备自投的动作延时设定4s。在较为极端的情况下，400V母线失电时间最长可能达到10s，造成某些重要负荷（如内冷水主循环泵）也随之失电，有可能对直流输电系统的正常运行产生影响。

考虑到信号传输及各开关本身的分合闸时间，则可考虑将400V备自投的分闸延时由4s改为3s。由于400V进线开关与联络开关的合闸回路中已设置了软件联锁，可防止两路电源并列，故400V备自投的合闸延时可考虑由5s缩短至4s。这样，400V母线可能发生的最长失电时间可由10s缩短至约7s，减少了重要负荷的停电时间，提高了直流输电系统运行的可靠性。

参考文献：

[1]赵婉君.高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出版社， 2004.

作者简介：王喆（1980-），男，湖北武汉人，硕士研究生，高级工程师，从事直流换流站运维工作。