（1.南方电网超高压输电公司天生桥局 贵州兴义 562400）
摘要：介绍了兴仁换流站阀冷控制系统重要性，分析了兴仁换流站阀冷控制系统供电电源存在的问题，提出阀冷控制系统供电电源的改进意见。
关键词：换流站；直流；阀冷控制系统；电源
0 引言
换流站与变电站最大的区别是换流站将交流电转为直流电，以实现大容量、长距离的运输，换流阀是实现交、直流转换的核心部件[1]，换流阀在实现交流转直流的过程中将产生大量的热量，为了降低换流阀元件的损耗、延长换流阀的使用年限，兴仁换流站除了使用阀厅空调将换流阀产生的热量排出阀厅外，兴仁换流站还使用阀冷控制系统对换流阀进行冷却，以保证换流阀运行温度在正常范围内。
阀冷控制系统分为内冷水系统和外冷水系统，内冷水系统通过内冷水管道对换流阀元件冷却，外冷水对内冷水进行冷却。如果内冷水高于49.2℃，阀冷控制系统将告警，提示运行人员及时采取措施控制阀冷内冷水温度，当内冷水温度高于54℃时，直流将跳闸，以防止内冷水温度过高而造成换流阀阀片损坏[2]。由此可见阀冷控制系统在直流系统中的重要地位，要求它既要有足够的冷却容量，又要有较高的可靠性。
兴仁换流站内冷水系统由两台主泵驱动内冷水循环，通过内冷水管道对阀塔设备进行冷却，两台主泵中一台主运，一台备用，当主泵故障或是定期切换时投入备用主泵。
1 阀冷控制系统电源情况介绍
兴仁换流站采用的是西门子S7控制系统，由站用110V电源通过整流器转换为24V，再由24电源模块对控制系统供电。控制系统通过主泵的交流电源、切换周期等情况进行主泵的切换[3]。
原DC24V母线负载分配如图1所示
其中PLC电源、交流控制电源、辅助电源分别是为阀冷控制系统中的PLC控制系统、主泵交流进线电源监视模块、软启动模块供电。
PLC控制系统：是水冷系统控制与保护的核心元件，兴仁换流站的阀冷控制系统选用的是西门子S7-400H系列PLC，采用热备用模式的主动冗余原理，主要实现根据进线电压、切换周期等进行切换、启停主泵的功能，正常运行时两个PLC控制系统一个主用、一个备用，主备之间实时通信，当主运PLC系统故障时，立即投入备用PLC系统，当备用PLC系统故障时，阀冷控制系统将发外部跳闸命令，跳相应的直流极。
主泵交流电源监视模块：兴仁站采用两路交流电源给主泵供电，主泵交流电源监视模块监测两路电源情况，如果两路电源正常，投入主运电源，如果主运电源故障，投入备运电源，两路电源故障，阀冷控制系统发外部跳闸命令，跳相应的直流极。
主泵软启动：由于主泵直接启动时电流较大，对系统冲击较大，影响系统的稳定运行，主泵软启动器就是控制主泵启动过程中的电压，按照设定的上升曲线上升至额定电压，图1中的主泵辅助电源就是为软启动器提供运行电压，如果软启动器运行故障，阀冷控制系统将发软启动器故障，将启动备用泵运行。如果两路软启动器故障，阀冷控制系统将发外部跳闸命令，闭锁相应的直流极。
2.存在问题
由图1可以看出兴仁换流站阀冷控制系统DC 24V电源回路中互为冗余的控制电源、设备电源均处于同一DC 24V直流母线，当母线故障或掉电时，将造成设备停运，可靠性不高，任一母线故障都将导致无主泵运行，引起直流跳闸，对于直流系统可靠运行是一个很大的威胁。原DC24V电源分配存在如下几个问题：
（1）冗余PLC模块、交流电源、主泵辅助电源分布在同一直流母线上，电气回路不相互独立，任一母线故障均会造成阀冷控制系统的停运，导致相应直流极跳闸，如母线1故障，将导致冗余的PLC系统同时掉电，导致主泵1、2均无法启动。
（2）当任一DC110V直流电源失电后，冗余设备变成单一电源模块供电，此时，任一电源模块发生故障，将造成阀冷控制系统停运导致相应直流极跳闸。如DC 110电源1故障后，阀冷控制系统由DC 110电源2供电，如果此时任意电源模块故障，均会引起阀冷控制系统停运。
3解决措施
为解决上述问题，DC24V电源回路进行了改造，母线增加至四段，DC24V负载重新进行分配，如图2所示
经上述电源分配，解决了如下几个问题：
1）为每一台DC24V电源配置了独立的配电开关，因此任一台电源故障，均不影响其他回路上的电源正常工作。
2）冗余PLC模块、交流电源、主泵辅助电源分布在不同的直流母线上，使电气回路相互独立，任一母线故障均不会造成另一冗余负载设备掉电。
3）当任一DC 110V直流电源失电后，由于负载均分在四段母线上，设备的供电回路仍具有冗余功能。
4结论
兴仁换流站原来24V电源回路存在较多运行风险，本文提出的负载的重新合理分配，在电气回路上已实现冗余负载的电源冗余化，母线故障造成的停运几率大大降低，可以实现实现任一母线掉电均不造成阀冷主泵停运的目的，提高阀冷控制系统的可靠性。
参考文献：
[1]赵畹君.高压直流输电工程技术[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2] 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局.超高压输电公司天生桥局兴仁换流站运行规程[Z].中国南方电网有限责任公司超高压输电公司天生桥局，2009.
[3] 丁汉林，李更达，曹鸿.软启动方式下的主循环泵切换分析[J].广州：超高压输电技术，2014.
论文作者:梁云龙1,李其书1,林志明1,朱星钊1,罗鸿1,叶
论文发表刊物:《电力设备》2016年第18期
论文发表时间:2016/12/2
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