鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施
郑映斌
（国网运行分公司惠州超高压管理处，广东 惠州 516144）
0 概述
9月23日上午政平站换流变零序保护动作导致单极闭锁，具体情况为一台换流变分接头在上升至26档时分接头马达开关跳开，运行人员手动合上后其档位上升至27～28档时开关再次跳开，运行人员将该换流变分接头控制方式打至“手动”位置，现场再次手动合上分接头马达开关后其档位上升至29档，而其他换流变仍保持在26档位置，导致换流变零序保护动作导致单极闭锁；鉴于换流变分接头不同步相差2档后产生的严重后果，本文再次分析并讨论换流变分接头操作控制原理、二次回路排查、现场实际模拟试验操作和TWS工作站模拟试验，总结鹅城站换流变分接头发生不同步异常处理措施。 1 换流变分接头控制调节和操作简述 1.1 换流变分接头控制调节 1.1.1 换流变分接头调节目的
分接头控制（TCC）的目的是把触发角α，熄弧角γ
和直流电压Ud保持在确定好的基准
值。正常运行时，整流站分接头控制是为了把触发角α保持在额定值，而逆变站分接头控制是为了把直流电压Ud保持在额定值。维持Ud是本站换流变分接头调节的依据，在软件中分析可以得出，分接头调与不调由Ud决定。 1.1.2 换流变分接头调节原理
从下图1 （TCC Overview）可知道换流变分接头在自动位置时有三种调节方式：
1
图1 TCC Overview调节原理图
1） 无载控制TCCNOLOAD，根据UDIO大小来判断，决定如何调分接头
a、 在系统没有负荷的情况下（包括做OLT试验），当换流变正常充电后会自动升分接头，具体逻辑为：换流变理想空载直流电压UDIO_NL_INV为262KV，当实际运行时所计算的UDIO减去262KV，大于4.5KV时，就会降分接头，直到其差值小于4.5KV才停止降；反之，当实际运行时所计算的UDIO减去262KV，小于-4.5KV时，就会升分接头，直到其差值大于-4.5KV才停止升；
b、 在系统没有负荷的情况下（包括做OLT试验），当换流变停止充电后会自动降分接头，具体逻辑为：换流变停止充电后，若分接头的档位不在最小档（即1档），则一直会有DEC_UDIO指令存在，从而使分接头降至1档。
2） 电压控制TCCVOLT，根据UD大小来判断，决定如何调分接头
当本站实测极母线对极中性母线的线电压减去UD参考值，大于6KV时就会降分接头，发DECVOLT（降低电压）指令，直到其差值小于6KV后才会停止降分接头；当UD参考值减去本站实测的极母线对极中性母线的线电压，大于6KV时就会升分接头，发INCVOLT（增加电压）指令，直到其差值小于6KV后才会停止升分接头。其UD计算公式为：
3??UD?N2*?1.35UDIO*cos??Xr2Id????
2
（1.1）
其中N2为每极中的6脉动换流器数，本站N2为2，UDIO为换流变阀侧空载直流电压，Xr2为每相的换相电抗，?为本站的触发角，d为直流电流平均值，结合上面UDIO的计算公式，可以得出UD的计算公式可以转为：
IUD?1.3932*UAC*TC_SCALE*cos??6
?Xr2Id（1.2）
（UD参考值为对站江陵站前一周期极母线出口电压与直流线路电压降的压差） 3） 角度控制TCCANGLE，逆变站根据GAMMA角大小来判断，决定如何调节分接头 本站正常为逆变站，定角度控制开放。若GAMMAREFLIM（整定值17）减去实测的GAMMA角，大于2.5度，就会发INCANGLE指令，从而升分接头；若实测的GAMMA角减去GAMMAREFLIM（整定值17），大于2.5度，就会发DECANGLE指令，从而降分接头。 1.1.3 换流变分接头控制回路
1）首先是由ETCS柜内的PS853板卡根据控制系统指令发出升降分接头信号，如下图2
??中+B20.X10的1U和2U分别为升降档位的端子，1L为公共端。
图2 ETCS柜内PS853控制信号图
3
2）然后经冷却器控制柜接线端子与外部分接头操作机构箱接线转接，如下图3，其公共端comm（X3：4）、升档raise（X3：5）和降档lower（X3：6）端子。
图3 冷却器控制柜接线端子示意图
3）换流变分接头在操作机构箱控制回路如下图4所示，其中升降接线端子公共端为comm（X3：4）、升档raise（X3：5）、降档lower（X3：6）。
单步闭锁
4
图4 OLTC机构箱控制回路图
1.1.4 换流变分接头电源回路
换流变分接头马达电源电源回路图如右图5所示，该回路直接作用于分接头电机，若接触器触点一直吸合，或此回路出现短路，直流电机将持续运作，直到系统达到最高（最低）档位。
图5 OLTC马达电源回路图 从以上换流变分接头操作机构的控制和操作回路来看，分接头马达每调1档就会自动停止，为什么会出现连续调节的现象？假如排除接触器、单步闭锁继电器、极限开关等元件损坏的可能性，就要考虑升或降档接触器与分接开关的时间参数。分析如下：升或降档接触器采用中间继电器，每次通断的间隔时间为加，而分接开关每调节1档的间隔时间所需时间为6S左右，两者配合，没有时间裕度。一旦产生误差，也就是说，当升或降档接触器间隔时间由于种种原因变得稍大或当分接开关变换时间稍小时，分接开关调节1档后，升或降档接触器不能可靠地切断电机电源回路。相反，由于升或降档接触器来不及断开，其接点仍处于闭合状态，分接头马达由于带电继续工作，进行下1档操作。就这样，一直转到最后1档。简言之，是由于接触器与分接开关配合时没有足够的时间裕度，使得控制回路不能可靠地完成其功能，造成分接开关连续调节。 1.2 分接头升降操作简述
实际验证鹅城换流站换流变分接头升降操作，得出以下结论：
就地操作和远方操作均为单步操作，操作完毕一次后，系统控制信号必须复位一次，才能进行下一档的操作，若控制回路出现异常，不会导致分接头持续上升或下降。 2 分接头动作异常情况分析验证
主要针对换流变分接头电源回路和控制回路异常进行模拟分析如下： 2.1 模拟分接头电源回路短路或接触器触点不返回情况
5