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2)换流阀小触发角工况闭锁故障分析。
在溪洛渡左岸—浙江金华(溪浙)直流输电系统试验过程中,宜宾换流站极I换流阀组出现了多次晶闸管级故障闭锁的情况,极I阀控事件记录报出单阀内晶闸管冗余耗尽。经分析排查发现,极I阀组此类闭锁故障均出现在触发角a接近5°的工况下。通过修改VBE软件,在极I低端换流器运行小触发角下屏蔽短时VBE报出的“单阀内晶闸管冗余耗尽”信号,重新进行控制模式转换、功率转带等试验,直流系统运行正常。
3.2 单极大地/金属转换故障分析
1)哈郑直流金属转大地故障跳闸分析。
在进行极II高端换流器金属回线方式额定功率运行,输送功率2000 MW,天山站进行金属转大地试验时阀组结温监视动作跳闸。经检查分析发现金属转大地过程中,极II电流波动较大,瞬时增大至5600 A左右,导致保护动作跳闸,而该监视功能的计算公式只针对ABB技术路线的换流阀,并不适合极II基于SIEMENS技术路线的换流阀。在换流器闭锁过程中,直流电流迅速下降。由于此时金属转大地回线开关(ground return transfer switch,GRTS)的隔离刀闸尚未打开,直流电流迅速下降导致GRTS振荡回路的电流也发生快速变化,进而在GRTS振荡回路上产生了过电压,该过电压导致并联在振荡回路上的避雷器中的1支发生损坏。根据核实,该避雷器一共9支,其中1支为备用,1支损坏后,不影响GRTS正常运行。在天山站极II保护软件中闭锁阀组结温监视保护功能,再次进行单极额定功率金属/大地转换试验,未发生任何问题。
2)溪浙直流大地转金属故障跳闸分析。
在溪浙直流工程单极大地回线5000 A电流方式下,进行大地/金属转换系统试验时,在大地转金属回线开关(metallic return transfer breaker,MRTB)操作过程中,MRTB中并联避雷器的1支发生故障损坏,转换试验失败。随后进行了手动5000 A直流电流下的单极金属回线转大地回线试验,转换成功。经检查分析发现,在大地回线转金属回线试验过程中,MRTB的断路器、支路电容和电抗器工作正常,MRTB的断路器已成功实现支路开断、回路起振和电弧熄灭,并已在并联避雷器组两端建立起电压,但在电感和电容组成的LC回路电流下降、电压上升,并联避雷器在吸收能量和将电流从大地回线转至金属回线过程中,由于避雷器组中个别电阻片质量问题,避雷器组中各柱的伏安特性不一致,存在质量问题的避雷器电阻片首先击穿而导致贯穿性电弧放电,MRTB失灵保护动作导致MRTB重合。通过分析研究,并重新配置了避雷器的参数和台数,重新进行单极额定功率4000 MW、电流5000 A大地/金属转换试验,试验成功。
3.3 直流偏磁测试与治理分析
在哈郑和溪浙直流工程系统试验过程中,发现哈密侧和金华侧直流偏磁较大,危及换流站接地极附近的变电站主变和换流站换流变的正常运行。
在系统试验过程中,通过在直流单极大地回线、低功率方式下,分别对直流整流侧和逆变侧交流电网变压器中性点直流电流进行测量。根据测试结果,得出各个测试点的直流偏磁电流与流过直流接地极电流的关系,建立各个测试地点的直流偏磁电流模型,推导估算出直流额定电流时的直流偏磁电流是否超过变压器允许流入的直流电流定值,进而确定直流系统单极大地回线方式下的最大运行电流,然后在大功率运行方式下,进行了测试验证,使得哈密侧和金华侧的直流偏磁得到了有效治理,保证了哈郑和溪浙特高压直流系统的稳定运行。
3.4 换流变产气故障及试验分析
在溪浙直流工程系统试验过程中,发现宜宾换流站极I高端换流变Y/Y B相总烃含量较高且持续增长。检查未发现换流变内部结构或绝缘问题而使得绝缘油总烃含量超标。可见产气的原因就是换流变的3个绕组线圈内部的问题:即换流变分接开关绕组,换流变原边绕组(也称电网侧绕组),换流变副边绕组(也称换流阀侧绕组)。通过现场试验,准确甄别出了原边绕组产气。
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