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摘 要：在特高压换流站阀组紧急跳闸时,在某些情况下，旁路开关也会收到来自硬接线的命令和控制软件发出的切换命令，导致旁路开关跳跃。对旁路开关进行了分析，并提出了解决旁路开关问题的解决方案，以供同行人员参考。
关键词：特高压直流输电；旁路开关；防跳回路；跳跃问题
1 阀组旁路开关的跳跃问题
2014年4月9日某换流站进行了丢脉冲实验，将极 1 低端阀组系统 1 固定为主用系统，VBE 执行连续丢脉冲实验，使切换模块 COL 发出阀组跳闸（ESOF）命令，并通过硬接线发出合上阀组旁路开关（BYPASS SWITCH，简称“BPS”）的命令。极 1 低端阀组控制收到阀组 ESOF 命令后，开始执行顺控操作，将阀组由“闭锁”转为“备用”状态。在此过程中，顺控模块 SEQ 发出分开旁路开关的命令。该命令通过 6MD66装置送到开关机构执行。极 1 低端阀组旁路开关 0410 一方面收到来自组控硬接线发出的合命令，另一方面收到顺控模块通过6MD66 发出的分命令，旁路开关连续分合多次，直至开关本体最终因压力低而停止分合。
2 阀组旁路开关的控制回路分析
下面通过梳理旁路开关控制回路的工作原理，以分析上述提及的旁路开关跳跃的原因。
阀组旁路开关的主要作用为：①本阀组在闭锁或备用状态下合上旁路开关，给极内另一个处于解锁状态的阀组提供电流回路；②配合阀组解锁，在触发脉冲使能时分开旁路开关，不影响另一阀组运行，保证直流电流的连续性；③当阀组发出ESOF 命令时，将电流转移至旁路开关，从而保障本阀组换流阀不再流过电流，同时给完好阀组提供暂时的电流通路。
阀组旁路开关可以通过远方命令分、合闸，也可以在现场手动操作实现分、合闸。每一个旁路开关均配置分闸回路 2 条、合闸回路 2 条，分闸回路 1 与合闸回路 1 共用一路直流操作电源，分闸回路 2 与合闸回路 2 共用另外一路直流操作电源。以下分别就分闸回路、合闸回路的信号传输进行说明。
2.1 阀组旁路开关分闸回路分析
实现旁路开关分闸的途径主要有以下三种：①通过阀组接口屏继电器励磁。引入一个高电平信号，使阀组接口屏的K102/ K202 继电器励磁，从而使串联在分闸回路 1/2 中的继电器辅助接点导通，分闸回路 1/2 通过阀组接口屏、直流场汇控箱、开关本体导通。②就地控制接口屏发出远方分闸命令。来自组控阀组旁路开关控制模块的自动或手动分闸命令，通过直流场就地控制接口屏 6MD66 装置发出命令，经过一定的逻辑判别，当满足联锁条件时，通过直流场汇控箱向阀组旁路开关发出分闸命令。在这种情况下，仅分闸回路 1 导通。③就地手动操作。当阀组旁路开关“就地/远方”操作把手位于“就地”位置，且满足一定的联锁条件时，开关本体收到来自 6MD66发出的 CMD_REL 信号，按下开关本体的“分”按钮，即可使分闸回路 1 导通，实现开关分闸。一般只在停电检修调试时进行就地操作。
2.2 阀组旁路开关合闸回路分析
与分闸回路类似，实现阀组旁路开关合闸的途径有以下三种：①引入一个高电平信号，使阀组接口屏的 K101/ K201 继电器励磁，从而使串联在合闸回路 1/2 中的继电器辅助接点导通，合闸回路 1/2 通过阀组接口屏、直流场汇控箱、开关本体导通。②来自组控阀组旁路开关控制模块的自动或手动合闸命令，通过直流场就地控制接口屏 6MD66 装置发出命令，经过一定的逻辑判别，当满足联锁条件时，通过直流场汇控箱向阀组旁路开关发出合闸命令。在此种情况下，合闸回路 1 导通。③当阀组旁路开关“就地/远方”操作把手处于“就地”位置，且满足一定的联锁条件时，开关本体收到来自 6MD66 发出的 CMD_REL信号，按下开关“合”按钮，即可使合闸回路 1 导通，实现开关合闸。一般只在停电检修调试时进行就地操作。
通常，为了隔离故障阀组，在旁路开关合上以后，还要启动阀组紧急停运（ESOF）。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆2 套组控的 COL 模块同时失去 NOESOF 信号或者阀组保护旁路开关保护（82BPS）Ⅰ段动作，都会使阀组接口屏硬件电路发出旁路开关的合闸命令，并启动阀组 ESOF。仅当手动复归时，合闸命令才消失。因此，在这两种情况下，旁路开关在阀组发出 ESOF 命令时会同时收到硬接线发出的合闸命令和阀组控制软件发出的分闸命令。
3 阀组旁路开关跳跃的原因分析
3.1 阀组旁路开关防跳回路简介
配合换流阀熄弧角的变化，可以将电流在换流阀与旁路开关回路之间切换。阀组故障时，合上旁路开关，将直流电流从换流阀转移至旁路开关，确保故障阀组的有效隔离和完好阀组的继续运行。如果旁路开关异常跳开，会影响上述工况的实现，导致完好阀组被迫停运。因此，旁路开关的防跳功能设计应采用闭锁分闸回路的方式实现。旁路开关的防跳回路与分闸回路并联，当开关处于合闸位置时，分闸命令通过开关位置辅助接点、跳闸同步继电器辅助接点、分闸闭锁继电器辅助接点使分闸继电器得电励磁，实现开关分闸，直至开关到达分闸位置，辅助接点断开，回路中断。如果开关已经到达分闸位置，而分闸信号还一直保持（比如手动操作“分”按钮一直被按下未返回），则防跳回路通过辅助开关常闭接点使防跳继电器励磁并自保持，使分闸闭锁继电器失磁，从而掐断分闸回路，保证开关分开后，分闸回路不导通。
3.2 防跳回路未起作用的原因
只有当分闸命令持续存在时，防跳回路才起作用。“4•9”案例故障时刻的录波图显示，旁路开关的分闸命令并不连续。这是因为在1s 内经历了三次“分-合”操作，开关的储能机构尚未完成打压，导致液压机构压力降低，报故障闭锁信号"CB BYPASSGENERAL LOCKOUT N2/SF6/OIL"。当旁路开关报故障闭锁信号时，阀组控制软件的 SWCB 模块输出 FT1=1，导致软件判断开关分/合闸释放条件均不允许，即 CMD_REL_ON=0，CMD_REL_OFF=0，从而屏蔽了 6MD66 发出的分/合闸命令。
在本案例中，阀组从“闭锁”到“备用”，组控顺序控制发出的断开旁路开关命令就是通过这一回路发出的。但是，当故障闭锁信号消失后，通过 6MD66 发出的分闸命令又被开放（CMD_REL_OFF=1），从而导致旁路开关在短时间内收到断续的分闸命令。另外，组控 COL 模块通过硬接线发出的合闸命令不经过 6MD66 的联锁判断，直接发送到开关本体，因此，旁路开关再次收到硬接线发出的持续合闸命令。旁路开关在持续的合闸命令与断续的分闸命令作用下，本体的防跳继电器失去作用，导致旁路开关频繁分合。
4 改进措施分析
当硬件回路发出持续的旁路开关合闸命令，且阀组同时需要操作到“备用”状态而分开旁路开关时，开关经过多次分合后储能机构压力低，使分闸命令断续，防跳继电器未能起作用，造成了旁路开关的跳跃。通过现场修改分合闸命令的持续时间和开放时间，解决了旁路开关跳跃的问题。来自 6MD66 的分/合闸命令持续时间由组控软件的 SWCB模块和 6MD66 软件共同决定。在原阀组控制程序中，SWCB模块发出的分/合闸命令时间为 2 s，而 6MD66 软件中允许分闸命令的信号 CMD_REL_OFF 没有设置延时。旁路开关一旦产生故障闭锁，CMD_REL_OFF 信号复归，分闸命令就不能输出，而当故障闭锁消失后，分闸命令又被开放，造成了分闸命令的断续。为了解决这一问题，将 SWCB 模块的分/合闸持续时间改为 200 ms（旁路开关的分闸时间为 20 ms 左右，合闸时间为 40ms 左右，命令从组控送到 6MD66 装置大约需要 30 ms）。另外，将 CMD_REL_OFF 信号设置了 100 ms 的延时，既参与到分闸命令的输出逻辑，又参与到联锁释放命令 CMD_REL 的输出逻辑。这样就可以避免旁路开关收到不连续的分闸命令，而不至于使防跳继电器失效。这一方案使旁路开关的软件发出分/合闸时间更为合理，只需对阀组控制程序和直流场 6MD66 程序进行修改。目前，这一方案已在现场实施，取得了良好的效果。
5 结束语
总之，特高压直流输电系统采用双阀组 12 脉动换流阀的接线方式，阀组旁路开关在隔离故障时起着重要的作用。因此，有必要优化旁路开关的控制回路，防止因旁路开关跳跃对直流系统运行产生不良影响。
参考文献
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论文作者:刘冬
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/27
标签：旁路论文; 回路论文; 命令论文; 阀组论文; 继电器论文; 信号论文; 接点论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;