特高压换流站设备投运安全隔离策略探究

涂亚军，焦平文，吕世磊，周卫波，安重霖

（1.华东送变电工程有限公司，上海 201803；2.国网山东省电力公司建设公司，山东 济南 250001）

0 引言

特高压直流换流站使用了两个12脉动换流器的方式进行接线，这些换流器可以独立工作，还能够和其他设备进行组合，提高工作效率，可见直流系统在使用中非常灵活，在进行换流站施工建设过程中，可以达到良好的分期投运效果，对于一般的管理人员而言，大都选用这一型号的换流器，在建设初期就能发挥直流输电工程的输电效益，为以后正式运营奠定基础。

1 交流场带电隔离具体措施

1.1 设备电压使用范围

对于交流场而言，设备运行中要求电压是500 kV，交流滤波器场的带电安全范围是500 kV，高压站用变的安全带电范围是500 kV，站用变带电安全范围是35 kV，开关室的带电安全范围是10 kV，公用站用电室的带电安全范围是400 V［1］。

1.2 一次设备分期投运安全隔离策略

将500 kV的交流场断开，会达到极两高端、极两低端、极一高端换流变压器的引线，其中的换流变进线处于合理的带电范围，换流变引线具体连接位置可以参考图1、图2分析，对于已定完全断开的引线，在进行绑扎时必须牢靠，在此基础上做好对换流变引线的接地处理，保证线路的安全性［2］。

图1 换流变进线解引位置局部图

图2 换流变进线解引位置整体图

1.3 二次设备实际运行电压范围

电站中的用电小室，主要的带电范围有辅助系统的接口屏，进行光纤通信的接口屏，站内的用电测量控制屏，GPS时钟扩展屏，在系统中会有保护屏和接口屏。对于相关的继电器而言，在小室的带电范围主要包括辅助系统的接口屏，光纤通信系统的接口屏，安控和从控屏，PMU相角的监测屏，电度表屏，GPS时钟扩展屏，交流线路中的故障测距屏，保护和故障录波子站的数据采集屏，交流线路故障的录波屏，母线的保护屏，断路器的保护屏，交流线路中的保护屏，交流场中的测控屏。交流滤波器场内的继电器小室，带电设备主要有GPS时钟的扩展屏，光纤通信系统中的接口屏，光TA接口屏，滤波器操作箱屏，滤波器的保护屏，交流滤波器的测量控制屏。主控室中的带电设备主要是光纤通信系统中的接口屏、运行工作站屏、服务器中系统屏、规约转换屏、辅助系统测量控制屏、通信接口屏、工程师工作站与运行人员工作站。

2 二次设备分期投运安全隔离策略

2.1 交流控制系统和直流阀组控制系统联锁回路

结合相应的设计原理，主机中的4个控制阀要与对应的交流控制主机有一定的联锁信号，作用是作为隔离的遥控动作，对线路进行有效顺序操作，具体功能对应的信号名称如表1所示，可供参考进行分析。在测控屏当中技术人员可以直接拆除外面的电缆，对一些裸露的线头进行处理，避免出现漏电问题，为达到交流带电操作的目的，必须对接地开关、进线侧隔离开关、进线开关遥控操作，为达到这一效果，可以进行短接，输入高电平，以符合开关操作时的联锁条件。但该操作方式也存在一定的风险，例如在该部分如果没有完全实施安全隔离处理，对直流控制系统进行调试的过程中，直流控制经过交流控制系统出口，引发相关设备的误动，后果将非常严重。

表1 直流和交流信号关联情况

2.2 交流进线开关跳闸问题

在直流控制保护系统中，完成安装后需要及时调试，或者定期进行检查，保证整个线路运行的安全。在调试过程中需要对紧急停运按钮和保护出口跳闸进行测试，避免带电设备发生误动，因此要在启动失灵的对应的断路器保护屏上以及跳交流进线对应的断路器保护屏上将电缆接线断开，做好裸露线头的绝缘保护。这种防护措施也存在一定的风险，对这些设备如果没有完全进行安全隔离，进行直流控制调试过程中，跳闸命令经断路器保护屏的操作箱出口，导致在交流场的开关发生误动，直接影响整个系统的安全性。

2.3 TA回路保护措施

直流控制保护系统要和交流场连接，在直流工程中TA回路属于直流保护系统范围，在交流场中TA要和换流变保护测量单元进行连接，主要进行差动和过流保护，极2、极2高端、极1低端、极1等进线回路必须在交流系统带电前进行短接退出。具体操作：连接TA一侧的电流，进行短接，然后将电流端连接片打开，有效隔离了电流回路，这一操作也存在一定的风险，在这一环节如果实施的隔离不彻底，那么在进行线路调试过程中，TA在注流过程中，就会引发TA开路，直接影响系统运行的稳定。

2.4 TA线路出现故障

结合直流控制保护的要求，对其进行合理的设计，遵循基本的设计原理，实际使用的500 kV交流母线电压互感器，有必要直接接入到双极控制系统当中，可以很好地发挥无功控制的作用，其中的线路分别与对应的阀组控制系统进行连接，对换流变带电进行逻辑判断，但是对于交流系统而言，在其带电之前，必须在各自电压回路中的空气开关断开，在此基础上断开空气下面的接头连接，在开口三角回路中解开L线，并将线路进行绝缘保护，不能出现漏电问题。这些设备在交流区域启动过程中，可以保证二次电压不会进入到直流控制保护装置内，提高整个系统的稳定性。

2.5 无功控制回路处理

有效进行无功控制，将其中的特征谐波完全滤除掉，在此基础上，还可以将无功功率提供给直流系统。在此过程中主要应用的隔离措施是在AFC屏内将光纤拔出，然后将CAN总线完全断开，有效对双极控制系统发出的命令进行屏蔽。这一措施方式也存在一定风险，如果不能完全实施安全隔离，对直流无功控制功能进行调试的过程中，交流滤波器已经处于带电范围，处理时很容易出现误操作，直接影响系统运行的安全性［4］。

3 极1低端带电隔离措施

3.1 一次设备安全隔离措施

在安全隔离中也按照上述交流带电安全隔离方法进行，但是也存在一些不同，对500 kV的交流场进行恢复，将隔离开关调整到分闸状态，根据控制位置打到就地，将其中的一次连杆拆除掉，将不同的区域进行隔离。如果没有完全实施安全隔离，在使用中容易出现安全隐患，进行高、低端阀组调试过程中，将一些设备接入到带电区域，影响系统安全。除此之外，技术人员还可以断开500 kV交流场，使用换流变进线，满足其带电范围，所断开的引线需要绑扎牢靠，并做好换流变引线的接地措施。对交流场带电安全隔离时，当换流站交流场带电运行之后，对直流场设备进行施工操作，或者进行使用控制中，不会影响周围的设备，除此之外，还要严格控制一次带电设备的范围，否则在管理中容易出现问题。

3.2 二次设备安全隔离操作

通过得到的数据，对相关信号进行恢复，确保直流系统的作用，让其对开关进行控制。启动失灵回路，这样当发现直流系统出现故障后，可以直接跳开交流开关。恢复进线电流中的TA接线，保证过流保可以正常输出。恢复TV这一接线，这样直流系统可以直接进行无功控制，上述安全隔离措施也存在一定的风险，如果不完全实施这些安全措施，因此在处理过程中要加倍小心，避免出现上述问题，保证系统运行的安全和稳定。严格按照上述的具体措施进行处理，保证特高压换流站设备运行的安全。

4 结语

通过对特高压换流站设备分期投运安全隔离策略分析，发现分期投运安全隔离工作内容较多，实际操作比较复杂，为保证系统的安全运行，必须将所有的安全隔离操作都做到位，不能出现任何遗漏项目，提高整体的安全性。