特高压直流换流站二次设备回路传导电压干扰特性研究
杨辛茹 王丽娜 李其 雷小松

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杨辛茹 王丽娜 李其 雷小松,. 特高压直流换流站二次设备回路传导电压干扰特性研究[J]. 中国设备,2022.11. DOI:10.12721/ccn.2022.157436.
摘要: 随着输电电压等级的提高,特高压直流系统换流站的电磁环境日益复杂,换流站一次系统稳态或暂态过程产生的干扰很有可能影响二次系统的正常工作,有可能直接导致直流输电系统故障。电磁干扰问题是影响换流站电能输送和安全稳定运行的重要原因之一。相当多的研究关注特高压直流换流站一次回路的电磁干扰水平分析。建立了换流站一次回路主要元件的宽频等效电路,采用时域仿真方法分析了换流站传导电磁干扰及其传播特性。在操作过电压、雷电过电压等各种过电压情况下分析了变电站二次系统受干扰情况,同时对二次设备应具备的抗干扰度要求。PT/CT成为一次回路传导电磁干扰传播至二次设备回路的重要途径。经CVT和CT等传导导致的电磁干扰特性及形成原因,并基于此分析从软件、硬件设计两个不同角度给出了增加抗干扰的方法。
关键词: 特高压直流换流站;二次设备;回路传导;电压干扰特性
DOI:10.12721/ccn.2022.157436
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1换流站基本概述

高压直流输电系统基本上都是由高压线路、逆变站、整流站以及相关附属设备(滤波设备、变压器、无功补偿设备)等构成。在送端可以把交流电变为直流电,被叫做整流,然后在通过直流输电系统输送到受端,从而把直流变为交流电,叫做逆变,输送到交流受端中给用户提供使用。整流变换的送端叫做整流站,逆变变换的受端叫做逆变站。换流站包括逆变站和整流站。转流站设备主要包括交流场设备、阀厅设备以及直流场设备。

2智能变电站二次设备调试问题分析

在调试过程中,智能变电站二次设备部分由厂家完成综合调试勘测,还有部分是装配后进行实地调试,系统联合勘测是智能变电站运作的基础。二次设备调试首要沿袭变电站常规调试方式,站内模型改正后缺少总体离线考证措施,运作的相关设施和调试的相关设施务必需要物理隔离,装备间功能不能实施在线考证。但是,智能变电站二次设备调试和旧式变电站联合调试勘测大不相同,联合调试勘测需要依据现场工程装配实现相应设施统一集成,在此之上重复对装配工程进行勘测。智能变电站二次设备联合调试勘测需要注意检测技术特征、系统互相协作、网络条约等,事先了解设施、网络等问题并加以优化,从而预设好勘测现场的条件。现场勘测大体分为三个阶段进行单体勘测,随后再划分子系统进行勘测,最后进行整体勘测。事实上既然在现场调试中进行了单体勘测,那么整体勘测也仅在现场实施。智能变电站运作过程中减少人工介入有助于各环节设施单体勘测,检修压板在合并单元、智能终端、保护中止中都有配备。智能二次设备普遍使用SV、GOOSE、MMS等报告方式传送数据,将其加入装备检修压板应用后,SV、GOOSE、MMS报告方式中Test就会主动处理,并且与检修压板实时状况进行比对并给出回馈,一旦智能变电站检修压板进行不妥操作就会引发设施误动。设备软件是在智能变电站二次设备系统中与智能设施联系的纽带,设备软件与二次设备系统在网络下关联相应的装配过程,进而完成信息交流与互相应用功能。其总体装配过程能够填充与SCD、CID有关配置文件时,常被看作是智能变电站的二次回路,其作用与人类中枢神经系统相仿。在一定程度上设施的SCD配置文件位置决定了辅助设备系统的维护,修正特指设施故障普遍发生于SCD与CID中。

3防范措施

3.1模型文件管控技术

在对智能变电站进行调试时,运用不同的二次电路保护器光口能够在光纤调试过程中减少运作、勘测人员的操作误差,可以减少电网安全隐患。制定详细的技术规范,标准化治理光口及光纤等标识,科学设立光缆指示牌,说明用处、相应设施类型及名称等内容,同时杜绝出现进口光纤无标识或指示牌不明确等情况。

3.2开关类设备

第一,在设计不完整串开关的时候,需要合理分析绝缘配合以及计算入侵波的过电压,充分分析处于热备用情况下两个开关的雷击入侵波过电压。第二,为了可以不断增加设计不完整串开关实际的耐雷情况,需要把避雷针合理的放置在开关附近护着可以把避雷针安装在线路杆塔上。第三,把PRTV涂料喷涂在不完整串开关上,以便于能够增加防雨闪和污闪的能力。

3.3配置文件在线校验

智能变电站运作机构需要实施配置文件备份备案治理机制,实施专项负责人制度,将含有CRC校验码、生成时间等CID、SCD配置的电子文件归档。实现配置文件更新等实时监控准则,保障各个阶段设施配置文件版本的统一,一旦不统一则立刻发出警报;同时,应加快研发一个特定光口向量勘测系统,便于顺利接入数字勘测仪器。

3.4油浸式平抗类设备

第一,提高记录和巡查套管的压力,定期对SF6进行微水测试。第二,定情清扫套管,保证一定的清洁,避免形成积垢闪络。例如如果具有低于实际标准的套管伞裙间距,此时需要及时实施橡胶伞裙套等方式,避免大雨闪络和污秽闪络。

3.5二次设备状态监测

二次设备状态监测由数据收集单元与运行维护管控治理单元构成。数据收集单元的功能是将SV、GOOSE等报文从过程层网络接管过来进行拆解和剖析,同时将网络剖析报告传输给运行维护管控治理单元。运行维护管控治理单元能够与数据收集单元进行通讯,接收剖析报告,还能接轨站控层交换机,利用MMS合约及保护设施、勘测设备及交换机通讯来收集二次设备实时运作数据和状态监控数据,并一体化运用这些数据,发挥二次虚回路监控与警报、二次设备实时监控及预警等作用。二次设备状态监测主要功能如下:(1)间隔层设备状态监测。数据收集单元利用交换机镜像口连接站控层网络,收集间隔层设施运作情况信息。(2)过程层装置状态监测。过程层设施运用GOOSE合约发送情况勘测数据给监测设备,监测设备随即将情况勘测数据通过MMS合约输送给运行维护管控治理单元。(3)过程层交换机状态监测。运行维护管控治理单元利用MMS合约同时收集过程层交换机、站控层交换机运作情况数据。

3.6交流滤波器类设备

第一,在低温雨雪天气情况下,需要密切关注覆冰实际情况,如果发现异常需要及时做出停电处理。第二,在设计高压端电容器端管母线的时候,需要合理分析母线和电容连接的实际走向,避免由于损坏电缆导致击穿输电系统,出现短路故障。第三,提高检查和维修电容器电缆连接的力度,及时更换开裂和破损等绝缘电缆,并且对于一些始终存在于危险区域电缆应该及时安装热缩套管,提高绝缘防护力度,并且保持足够的金属构架、电缆、电外壳的距离。

3.7二次回路可视化

二次回路监控是以数据收集单元与运行维护管控单元为基础的,属于二次设备管控系统的功能之一,其作用包含二次实回路监控和二次虚回路监控,实现过程层物理联结及二次虚回路通讯状况在线监控及剖析。二次虚回路状况组成板块有二次虚回路通讯路线状况、关联软压板运行情况及网络报文情况等几部分组成。物理回路监视需要SCD文件负载设备间物理网口联结数据,所以需要设备模型支撑端口数据建模。以IEC61850为标准,使用“PhysConn”属性和其涵盖的“Type”“Plug”“Cable”与“Port”来表示,需要交换机支持IEC61850建模。各式装置间物理联结关系利用拥有同样物理线缆标志符的<Ptype="Cable">元素来进行刻画。

4结论

总而言之,换流站具有很多一次设备,并且种类比较复杂,设备运行维护的能力、设备工艺水平、检修设备的能力都会在一定程度上影响直流高压输电系统的整体稳定安全运行。在充分研究和分析一次设备故障的重复性故障、具体型号等,从而提出合理的维护和防范方法,保证可以提高系统整体运行的安全性。

参考文献:

[1]周海峰,郭树永.高压直流换流站一次设备运行分析及故障预防[J].华电技术,2020(1):49-51.

[2]王俊生,吴林平,王振曦等.高压直流控制保护系统IEC61850建模[J].电力系统自动化,2020,33(1):41-44.

[3]张鹏,贺智,高锡明等.直流换流站隔离开关支柱绝缘子人工污秽试验[J].高电压技术,2020,34(8):1774-1777.

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