某柔直换流站启动电阻值偏低的原因分析

杨 雄，付子力，高 磊，杨 剑

（湖南省送变电工程有限公司，湖南 长沙 410015）

在柔性直流输电系统中，柔直换流站在接入电网系统准备启动时需要将换流阀单元模块充电至工作电压。由于换流单元电容量较大，当交流测断路器合闸时相当于给一个容性回路充电的过程，此时系统中会产生较大的充电电流以及冲击电压，此情况可能会导致设备的损坏甚至对电网系统产生较大的扰动。为了限制投入系统时产生的冲击电流，所以需要在柔直换流站中设置启动电阻回路。在系统启动时通过启动电阻抑制充电电流，在启动过程结束后退出启动电阻以减少损耗。启动电阻阻值的大小直接关系到该回路对电流的抑制效果，因此对启动电阻值进行交接试验以确保其符合设计要求保证柔直换流站安全运行不可或缺的环节。

图1 某柔直换流站启动电阻回路

1 启动电阻交接试验

启动电阻交接试验是检查设备在运输或现场安装等过程中是否有损坏，并检查各个设备的安装是否正确。该设备的现场交接试验主要有以下项目：

1.1 外观检查

外观检查内容主要有：（1）检查电阻箱及其内部设备是否有明显的变形或破损；（2）铭牌标识是否正确，设备参数应符合设计要求；（3）按照图纸检查电阻箱的安装是否正确；（4）电阻箱内部应无杂物。

1.2 额定电阻值测量

在工频频率下对电阻进行测量，使用电阻测试仪测量电阻箱进线端和出线端之间的电阻值，测量结果应在考虑温度校正后在规定的误差范围内，温度校正公式如下（换算为25℃标准值）：式中：t为测试时的环境温度；Rx为实际电阻测试值；R25为温度校正后的电阻值；a25为导体材料在25℃时的电阻温度系数。校正后的电阻值应符合厂家技术规范或设计的要求。

1.3 绝缘电阻测试

使用2500V兆欧表对绝缘电阻进行测量，试验电压施加于电阻箱出线端与地之间，绝缘电阻值应符合厂家技术规范或设计的要求。

1.4 工频耐压试验

根据产品技术要求，试验试验电压施加于电阻箱出线端与地之间，耐压值应符合厂家技术规范或设计的要求。

2 试验结果

调试班组在进行启动电阻的试验期间，发现部分电阻箱阻值的偏差超出了厂家允许的误差范围，厂家提供的单个电阻箱设计值为333Ω（误差为±5%）。试验后对数据进行分析发现不合格电阻箱的阻值表现为三种情况：（1）4台阻值严重偏小（阻值为250Ω左右，误差为-24.9%）、（2）2台阻值偏小（阻值为300Ω左右，误差为-9.9%）、（3）1台阻值偏大（阻值为364Ω，误差为+9.3%）。

3 原因的分析及解决

调试人员在得到试验数据后针对现场情况进行了初步分析，我们发现电阻箱内部的电阻排以及电阻箱之间均有连接构件，因此分析阻值偏大的情况可能是连接部分紧固不到位，两类阻值偏小的情况可能是内部的连接方式出了问题。调试人员着重检查了设备的连接是否牢固以及电阻箱内部连接是否正确。在厂家进行处理后，再次对问题电阻箱测试，其阻值均合格，现将三种情况的分析在下方详述：

（1）4台阻值严重偏小（250Ω左右）

检查结果系现场安装人员在安装连接电阻排的内部连接条时出现了错误，导致了整个电阻箱内部的电气回路改变以致电阻箱阻值偏小（图1、图2）。更正金属条连接方式后（电阻箱内的电阻排应均为串联），阻值恢复正常。

图2 连接条正确时的等值电路

图3 连接条错误时的等值电路

（2）2台阻值偏小（300Ω左右）

检查结果系冲压成栅格状电阻片在长途运输过程中路途颠簸，强度较大的振动可能导致部分电阻片与电阻排之间接触不良导致该电阻片未能接入到电阻排中，调整电阻片并紧固电阻片与电阻排的连接螺母后后阻值恢复正常。

图4 电阻箱内部结构

图5 电阻箱内部结构

（3）1台阻值偏大（364Ω）

检查结果系现场安装人员连接条螺母未按照螺栓扭矩要求紧固导致阻值偏大，紧固后阻值恢复正常（螺栓扭矩要求见表1）。

表1 螺栓扭矩要求

4 阻值偏差过大的危害

4.1 阻值偏低

当电阻箱阻值过低时反映在系统中的情况即为启动电阻过低，该情况下产生的冲击电流导会影响到电气设备的正常运行并对系统造成扰动，同时也会使充电速度过快导致电压分布不均匀。

4.2 阻值偏高

阻值偏高的情况主要会导致充电期间启动电阻的损耗过大，并且充电速度显著变慢，在一定程度上会对换流站的灵活性产生不利影响。

5 结论

5.1 原因总结

经上述分析，该站电阻箱的阻值不合格是由机械性的连接问题引起，在现场的具体表现为相应构件的连接方式错误导致阻值偏小，以及构件连接处的紧固不到位导致阻值偏大。

5.2 预防措施

现场调试人员在对启动电阻进行交接试验时应加强对电阻箱机械性连接的检查，安装人员在现场进行内部金属条安装，应在安装完毕后即刻对单台电阻箱进行测试以确保电阻箱内部逻辑性的连接正确无误，在整组电阻箱组装完毕后应再次进行测试，以确保电阻箱之间的连接紧固到位。

在长时间的运行中设备会沾染灰尘，连接处的螺母可能会有所松动，因此建议在检修期间用高压气枪清除绝缘子、电阻片、构件连接等处的灰尘并按照表1的扭矩要求紧固连接处的螺母，最后对电阻箱进行复测以确保启动电阻元件在柔直换流系统中的正常运作。

柔性换流变启动电阻交接试验是保障换流站顺利投产的重要试验项目，本文通过对柔性换流站启动电阻的试验结果原因分析、阻值过大危害及预防措施的介绍，对今后其它柔性换流站的交接试验起到一定的借鉴和指导意义。