500kV断路器配PCS-9830型选相合闸装置现场带电调试技术

赵江

【摘 要】断路器选相合闸技术（Controlled Swithing，简称CS） 是指通过一定的手段使断路器动、静触头在系统电压波形的指定相角处进行合闸，使电力设备在对自身和系统冲击最小的情况下投入电力系统的技术。CS技术能够大大降低合闸操作暂态过程中的过电流（合闸涌流），尽量减少断路器动静弧触头的烧蚀程度，从而延长断路器的电寿命和提高整个电力系统的稳定性。

【关键词】断路器选相合闸;带电调试;实际合闸角与该相相电压过零点的时间偏差ms

中图分类号： TM564文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）21-0041-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.21.019

0 前言

直流输电工程从选相合闸控制装置的工作原理入手，针对断路器合闸过程中的预击穿特性以及環境温度和操作电压对断路器合闸时间的影响，建立了适用于选相合闸控制器测试的典型断路器合闸时间模型，提出了选相合闸控制装置性能测试的现场调试方法。该方法能及时有效发现并消除设备缺陷，从而验证了该调试技术的可行性和有效性。

为防止各相断路器在相电压峰值及峰值附近投入，需对选相合闸装置进行带电调试，调整确定设置合闸定值（合闸时间）。

1 主要参数定义

（1）合闸定值（合闸时间）：为实现电流预计穿时刻接近合闸目标值，在选相合闸装置内根据各个单相开关固有合闸时间等特性，增设一个预设校正值。其数值代表选相合闸装置发出单相合闸命令，到单相断路器负荷侧实际出现电流预计穿时刻的时差。

合闸定值（合闸时间）=固有合闸时间-预击穿时间

（2）实际合闸角度偏差：单相断路器电流预计穿时刻距离该相相电压过零点的延迟电角度。

（3）偏差时间：将实际合闸角度偏差折算成时标。

2 调整原则

（1）PCS-9830型选相合闸装置采用非自适应投入方式。

（2）根据选相合闸装置的录波图及数据，分析每相断路器实际合闸角与该相相电压过零点的偏差是否在允许范围之内。调整技术要求：实际合闸角滞后该相相电压过零点，滞后角度小于20°（18°左右，滞后时间1ms左右）。

（3）先根据无载测试固有合闸时间结果进行第1次合闸定值参数设置（一般减去预计穿时间1.5ms），设置完后进行带电合闸。

（4）每次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据进行分析。如果合闸角度偏差大于20°，根据录波图及数据，修改合闸定值，再进行下一次合闸投入。

（5）带电合闸投入5次，每次进行分析、调整，以确定达到调试要求的最终设置的合闸定值。

3 调整流程

4 装置检查

确认装置CPU板和开入板的开入有110V和220V区别。

确认交流头有3CT3PT及6PT两种：

交流头板卡的下部端子617～622为基准电压输入端，通常取系统的母线电压。上部端子601～606为电压或电流输入可选。

5 调试准备

●dbg调试线：若笔记本有串口可使用两边均为9针串口的调试线;也可使用USB转串口的调试线。

●笔记本：WindowsXP系统或Win7系统VMWare等虚拟机

●Dbg2000配套软件及程序

6 调试步骤及方法

1）插好dbg调试线，设置好笔记本的串口，通常使用COM1口。笔记本端打开dbg2000软件，若连接成功则显示：

否则，在dbg2000点击“参数设置 ”，检查调试通讯波特率是否为19200。

2）点击“定值整定” ，点击下方“读取典型定值”，并恢复到典型定值。

3）依次点击“信号复归”“对时”，点击“装置信息” 并检查程序是否为所下载的程序。

4）检查控制字投入是否正确。

系统参数-总控制字：

●表示投入

◎表示退出

对滤波器组断路器选相控制设置

设置完成后，点击“传送定值”按钮，确认进行定值传送，程序将开始对选相装置写入数据并进行写入数据校验。准备带电操作断路器之前应检查选相装置控制字设置是否正确，且选相装置对应操作把手在“选相”位置（把手退出选相时分合闸命令不进入选相装置），同时装置不应有“基准电压采样异常”或其他异常报警信号。

5）查看录波文件。

（1）操作录波保存以及结果查看。

通过选相装置对断路器进行操作后，选相装置会根据设置记录断路器操作中参考电压、回采电流或电压、随机分合闸命令接收、选相分合闸命令续发等模拟量和事件信息，通过调试软件可以对录波数据进行保存和读取分析。

（2）录波数据的读取和保存。

点击工具栏上的“报告显示”，弹出事件报告页面。此时如果选相装置中还有未读取的录波数据（选相装置只保留最后1次操作的录波数据），则会自动进行读取，读取完成后在报告页面进行显示事件简要信息，同时提示保存。如果在该页面下进行分闸或合闸操作，则需要点击“故障录波”进行数据的手动读取，同样在读取完成后在报告页面进行显示事件简要信息，并提示保存。

（3）查看录波波形。

上述保存操作完成后，程序会自动调用图形分析软件“Drawing.exe”，对本次操作的录波数据进行查看。也可以使用该图形分析软件对之前保存的录波数据进行查看。

6）波形软件Drawing设置。

在用Drawing进行波形读数前，工具--选项，采样点数改成96。

若波形中心线没有，可点击：显示设置—标尺。

确认显示设置—时标，应为时间（S）。

测量时间时，起始点鼠标点一下，然后鼠标向后拖动（不要点击），屏幕右下角第二个括号首位置即为所要测量的时间。

7）根据录波可读取断路器实际合闸时间，整定到对应参数项内。

7 其它注意事項

对于滤波器组断路器，目标合闸于系统电压过零点附近。但由于断路器机械合闸时间的分散性及介质强度下降率RDDS斜率的分散性，经验上可将合闸点整定在该相相电压过零点后1ms左右（相位角18°左右），以减小在相电压过零点前的系统电压峰值处发生预击穿的概率。

8 调试举例

对5631开关选相合闸装置的调整。

（1）根据5631开关固有合闸时间，设置第1次合闸定值。

（2）根据5631开关第1次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据，进行分析、调整。确定第2次合闸定值的设置：

（3）根据5631开关第2次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据，进行分析、调整。确定第3次合闸定值的设置：

（4）根据5631开关第3次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据，进行分析、调整。确定第4次合闸定值的设置：

（5）根据5631开关第4次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据，进行分析、调整。确定第5次合闸定值的设置：

（6）根据5631开关第5次合闸后，导出选相合闸装置的录波图及数据，进行分析、调整。A相：

9 结论

以上对5631开关进行了5次带电选相合闸的调整，调整最终确定的合闸定值符合调整技术要求，达到了满意的调整效果。即：实际合闸角滞后该相相电压过零点，滞后角度小于20°（18°左右，滞后时间1ms左右）。

【参考文献】

[1]张俊，李腾亮，李军.选相合闸装置对直流输电控制系统的影响《电气应用》2014（24）.

[2]陈向宜，甄威，刘明忠.特高压直流换流站选相合闸控制装置现场调试技术，《电网技术》2012（2）.

[3]李辉，刘伟良.特高压直流换流站选相合闸装置现场参数整定及测试方法《电网技术》2018（1）.