（中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 云南大理 671000）
摘要：高压直流换流站中最重要的辅助系统是阀冷却系统，该系统在运行期间容易出现电气及非电气方面的故障，电气故障主要是回路的电压量、电流量故障；非电气故障主要是压力、流量、温度、液位等故障。而在电气及非电气故障中，最为严重的故障是阀冷主泵故障，本文主要对阀冷主泵典型故障进行分析，提出优化改进措施，希望能够对阀冷系统检修维护人员起到一定的参考价值。
关键词：超高压；直流输电换流站；阀冷却系统；故障分析
相比常规交流变电站，直流换流站最大的特点是结构复杂，设备繁多、且包含有诸多辅助系统。换流站辅助系统包括有阀冷却系统、消防系统、空调系统等。其中消防系统和空调系统故障会间接影响直流系统的安全运行，而阀冷却系统故障则会直接威胁直流系统的安全运行，当阀冷系统发生严重故障时，阀冷系统将会直接出口跳闸信号造成直流停运。
1、阀冷却系统控制和保护系统
1.1控制系统
阀冷控制主要是应用双控制器，如果在运行期间存在故障问题，会自动切换到备用系统，切换不会引起阀冷却系统停运。在运行稳定状态下，若内冷水电导率，温度以及压力等大于设定值，将会导致系统出现跳闸等问题。在实际运行期间，若测量装备出现故障问题，将会导致直流系统误跳闸，对其安全性造成影响，因此阀冷却系统在设置各项测量值时需要使用双冗余配置处理，全面降低误动可能性。
对于测量装置来说往往采取双重配置方式，在测量传感器有效情况下，在发出跳闸和告警信息时可以通过“与”和“或”逻辑实现，能够提高告警和跳闸信息的灵敏性、可靠性。
控制主循环泵：在解锁直流系统之后，主循环泵运行速度比较快，其自动切换次数为每周一次。
控制冷却塔：按照冷却系统当中的温度控制，当温度到达一段时间之后，冷却塔会自动投入，解锁直流系统之后，冷却塔运行，按照系统温度对冷却塔风扇频率进行控制。
1.2保护系统
阀冷保护系统属于双重化配置，主要是应用压力，流量，水位以及温度等作为保护所用信号。表1为典型配置保护分配情况。
2、阀冷却系统主泵系统故障
2.1故障问题分析
某超高压直流输电换流站阀冷却系统在运行期间出现异常告警事件，现场检查阀冷却系统已经停止运行，直流系统已经停止运行，检查阀冷却系统就地控制面板上报“2号主泵过载，1号主泵过载、主泵出水压力超低”等信号。检查两台主泵外观均无异常。
2.2分析主泵停止运行的原因
在分析故障原因之后，查看报警事件和现场控制面板报文提示信息：1号阀冷却系统运行171小时之后，按照控制系统逻辑自动切换到2号主泵，2号主泵启动瞬间产生过载情况，自动回切到1号主泵当中。此时1号主泵启动瞬间也产生过载现象，因此两台主泵均出现故障导致阀冷却系统停止运行。
2.3主泵过载保护动作原因分析和改造
主泵过载保护主要是由自带过载保护功能的断路器实现，下图为主泵保护回路，QF1实现对主泵短路保护和过载保护的双重功能。在主泵的主电路串接热继电器发热元件，常闭触点串接在控制电路当中。如果主泵长期处于过载状态，热继电器双金属片发热，由于双金属片下层膨胀系数大，使其向上弯曲，扣板被弹簧拉回，常闭触头断开，这样就能够断开主泵主回路电源，对主泵起到保护作用。
在启动主泵期间电流的变化规律如下：在启动瞬间最大电流逐渐减小，接近于运行值。启动瞬间的电流值为额定电流的5倍左右，按照焦耳定律能够得知，保持启动电流和热继电器发热电阻不变，延长大电流流经时间会持续增加发热量。
主泵组成部件主要包括叶片和电机，因此需要详细检查电机和主泵叶片。经检查此次阀冷系统运行期间压力和流量均未满足设计要求，所以需要优化改造主泵，将主泵叶片由原先的两大两小改变为四个大叶片，这样能够有效确保阀冷却系统循环水的压力和流量达到设计值要求。
2.4优化改善措施
由于原先使用的主泵控制回路断路器存在较小的自带过载保护定值，并且无法进行调整，满足不了主泵运行要求，因此需要将原先的阀冷却系统主泵保护从断路器自带过载保护改造为断路器联合热继电器保护的方式，并上调热继电器过载保护定值。下图为改造后的回路示意图。
图1 主泵保护回路 图2 改造后的主泵保护回路
3、结束语
综上所述，阀冷却系统是换流站当中最为重要的辅助系统之一，如果该系统在运行期间出现严重故障将会导致直流系统闭锁甚至跳闸。此次阀冷系统故障研究主要分析换流站阀冷系统主泵故障的问题，并针对问题采取针对性的解决措施，从而达到提高阀冷系统主泵运行安全性、可靠性及稳定性的目的。
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论文作者:金小涛
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：系统论文; 故障论文; 回路论文; 电流论文; 将会论文; 继电器论文; 冷却塔论文; 《电力设备》2018年第13期论文;