CN101820153A - 一种直流融冰装置的系统调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种直流融冰装置的系统调试方法。包括有如下步骤：1)进行调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验；2)进行直流融冰装置合闸冲击试验；3)进行不带融冰母线开路试验；4)进行带融冰母线开路试验；5)进行带融冰线路解闭锁试验；6)进行带载手动紧急停运试验；7)进行带融冰线路的大电流试验。本发明能够保证系统调试能够完整检验直流融冰装置的功能和性能，确保直流融冰装置在需要融冰的时候能够可靠地投入运行。本发明是一种方便实用的直流融冰装置的系统调试方法。

Description

一种直流融冰装置的系统调试方法

技术领域

本发明是一种直流融冰装置的系统调试方法，属于直流融冰装置的系统调试方法的创新技术。

背景技术

现有输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。直流融冰装置的成功研制对提高电网的抗击冰灾能力起到了巨大作用。直流融冰装置的基本原理是采用换流阀将交流电流转化为直流电流，注入交流导线，利用直流电流在导线电阻中产生热量使覆冰融化。输电线路由于有送电的任务，能够停下来接入融冰装置进行调试的时间很短。一种简单高效而又系统全面的系统调试方法是直流融冰装置能够在冰灾期间发挥作用的重要保证。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种能够保证系统调试能够完整检验直流融冰装置的功能和性能，确保直流融冰装置在需要融冰的时候能够可靠地投入运行的直流融冰装置的系统调试方法。

本发明的技术方案是：本发明直流融冰装置的系统调试方法，包括有如下步骤：

1)进行调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验；

2)进行直流融冰装置合闸冲击试验；

3)进行不带融冰母线开路试验；

4)进行带融冰母线开路试验；

5)进行带融冰线路解闭锁试验；

6)进行带载手动紧急停运试验；

7)进行带融冰线路的大电流试验。

上述步骤1)的调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验包括有如下步骤：

11)结合直流融冰装置使用变电站利用机电暂态仿真程序分析计算各种调试工况的电压水平和系统稳定性，并制订事故预案；

12)在电磁暂态仿真程序建立包含直流融冰装置详细控制保护功能的等值电源模型，对直流融冰装置启停顺序、滤波器投切策略、控制保护功能和参数、工况转换进行试验，并对直流融冰装置在各个工况下的谐波和无功进行分析。

上述步骤2)的直流融冰装置合闸冲击试验包括有如下步骤：

21)在晶闸管处于闭锁状态时对直流融冰装置进行合闸冲击，以检验换流器、母线、互感器及相关部件的交流电压承受能力和换流阀的回报系统功能；如果直流融冰装置为带专用整流变压器的直流融冰装置，则还要检验专用整流变压器的交流电压承受能力；

22)充电时间保持10-20分钟，在确定直流融冰装置一切工作正常后退出；

23)第一次充电试验完成后，在10-20分钟后，再重复进行2-3充电试验，以保证直流融冰装置的完好性。

上述步骤3)的不带融冰母线开路试验包括有如下步骤：

31)进行直流融冰装置带融冰母线空载加压试验，检查直流融冰装置换流阀的触发能力，换流阀直流电压耐受能力，换流阀直流电压控制能力，直流侧刀闸、母线和站内融冰专用母线的直流电压耐受能力；

32)设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值，在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。

上述步骤32)的直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。

上述步骤4)的带融冰母线开路试验包括有如下步骤：

41)进行直流融冰装置带融冰母线空载加压试验，检查融冰专用母线的直流电压耐受能力；

42)设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值，在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。

上述步骤41)的直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。

上述步骤5)的带融冰线路解闭锁试验包括有如下步骤：

51)进行直流融冰装置起停试验，检验直流融冰装置的解闭锁及启停功能；

52)试验线路接入融冰装置，试验线路在对站三相短接，直流融冰装置参考电流设定为0.08-0.12倍额定电流，在工作站上发出直流融冰装置解锁命令，检查直流融冰装置是否快速、平稳建立起直流电流；上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检查滤波器组是否按照设计时序投入，交直流侧有无异常过电压或过电流出现；

53)检查直流电压、直流电流、网侧电压、网侧电流、融冰装置接地电流、无功和谐波等量是否与设计值吻合；

54)相关检查完毕后在工作站上发出直流融冰装置闭锁命令，检验闭锁时序是否正确，上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检验滤波器组是否按照设计时序退出，交直流侧有无异常过电压或过电流。

上述步骤6)的带载手动紧急停运试验包括有如下步骤：

61)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上直流侧刀闸S1、S2和S4，检查在融冰装置运行时能否紧急闭锁换流器及跳开交流侧开关，并检验紧急停运时序是否正确、交直流侧有无异常过电压或过电流出现；

62)以最小电流值(0.08-0.12倍额定电流)将直流融冰装置解锁并等候直流融冰装置进入稳定状态；

63)在工作站上发出直流融冰装置紧急停运命令，检查直流融冰装置紧急停运时序是否正确；上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检验滤波器组是否按照设计时序退出，交直流侧有无异常过电压或过电流。

上述步骤7)的带融冰线路的大电流试验包括有如下步骤：

71)验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上直流侧刀闸S1、S2和S4，检验融冰装置在大负荷下的运行特性和需融冰线路温升效果；

72)试验前融冰线路已经设置好测温点；将直流电流逐步升至试验允许的最大电流，持续运行至少0.5小时，在此期间，测量导线温度、谐波、无功、噪声、变压器中性点电流，监测阀冷水、整流变压器油、集装箱内各设备、融冰线路的温度。

本发明由于采用包括有如下步骤的方法：1)进行调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验；2)进行直流融冰装置合闸冲击试验；3)进行不带融冰母线开路试验；4)进行带融冰母线开路试验；5)进行带融冰线路解闭锁试验；6)进行带载手动紧急停运试验；7)进行带融冰线路的大电流试验。因此，本发明能够保证系统调试能够完整检验直流融冰装置的功能和性能，确保直流融冰装置在需要融冰的时候能够可靠地投入运行。本发明是一种方便实用的直流融冰装置的系统调试方法。

附图说明

图1为不带专用整流变压器直流融冰装置充电试验和空载加压试验示意图。

其中，QF指为直流融冰装置供电的断路器，K为隔离刀闸。

图2为不带专用整流变压器直流融冰装置解闭锁和大电流试验示意图。

其中，QF指为直流融冰装置供电的断路器，K为隔离刀闸。

图3为带专用整流变压器直流融冰装置充电试验和空载加压试验示意图。

其中，QF指为直流融冰装置供电的断路器，K为隔离刀闸。

图4为带专用整流变压器直流融冰装置解闭锁和大电流试验示意图。

其中，QF指为直流融冰装置供电的断路器，K为隔离刀闸。

具体实施方式

实施例1：

不带专用整流变压器直流融冰装置系统调试示意图见图1和图2。(1)结合直流融冰装置使用变电站利用机电暂态仿真程序分析计算各种调试工况的电压水平和系统稳定性，并制订事故预案。在电磁暂态仿真程序建立包含直流融冰装置详细控制保护功能的等值电源模型，对直流融冰装置启停顺序、滤波器投切策略、控制保护功能和参数、工况转换进行试验，并对直流融冰装置在各个工况下的谐波和无功进行分析。(2)图1中，直流侧刀闸S1、S2、S3和S4保持断开，合上刀闸K后合上开关QF对直流融冰装置进行合闸冲击。充电时间保持10-20分钟，在确定直流融冰装置一切工作正常和换流阀的回报系统功能后退出。第一次充电试验完成后，间隔10-20分钟，再重复进行2-3充电试验，以保证直流融冰装置的完好性。(3)图1中直流侧刀闸S1、S2、S3和S4保持断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值。在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。(4)合上图1中直流侧刀闸S1、S2和S4，S3保持断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值。在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。(5)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上图2中直流侧刀闸S1、S2和S4，S3保持断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定直流融冰装置参考电流为0.08-0.12倍额定电流。在工作站上发出直流融冰装置解锁命令，检查直流融冰装置是否快速、平稳建立起直流电流，交直流侧有无异常过电压或过电流出现。检查直流电压、直流电流、网侧电压、网侧电流、融冰装置接地电流、无功和谐波等量是否与设计值吻合。相关检查完毕后在工作站上发出直流融冰装置闭锁命令，检验闭锁时序是否正确，交直流侧有无异常过电压或过电流。(6)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上图2中直流侧刀闸S1、S2和S4，S3保持断开；合上刀闸K后合上开关QF。以0.08-0.12倍额定电流将直流融冰装置解锁并等候直流融冰装置进入稳定状态。在工作站上发出直流融冰装置紧急停运命令，检查直流融冰装置紧急停运时序是否正确，交直流侧有无异常过电压或过电流出现。(7)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上图2中直流侧刀闸S1、S2和S4；合上刀闸K后合上开关QF。试验前融冰线路已经设置好测温点。将直流电流逐步升至试验允许的最大电流，持续运行至少0.5小时。在此期间，测量导线温度、谐波、无功、噪声、变压器中性点电流，监测阀冷水、整流变压器油、集装箱内各设备、融冰线路等的温度。

实施例2：

带专用整流变压器直流融冰装置系统调试示意图见图3和图4。(1)结合直流融冰装置使用变电站利用机电暂态仿真程序分析计算各种调试工况的电压水平和系统稳定性，并制订事故预案。在电磁暂态仿真程序建立包含直流融冰装置详细控制保护功能的等值电源模型，对直流融冰装置启停顺序、滤波器投切策略、控制保护功能和参数、工况转换进行试验，并对直流融冰装置在各个工况下的谐波和无功进行分析。(2)图3中，直流侧刀闸S1、S2、S3和S4断开，合上刀闸K后合上开关QF对整流变压器和直流融冰装置进行合闸冲击。充电时间保持10-20分钟，在确定直流融冰装置一切工作正常和换流阀的回报系统功能后退出。第一次充电试验完成后，间隔10-20分钟，再重复进行2-3充电试验，以保证直流融冰装置的完好性。(3)图3中直流侧刀闸S1、S2、S3和S4断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值。在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。(4)图3中直流侧刀闸S1、S2和S4合上，S3断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值。在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。(5)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；图4中直流侧刀闸S1、S2和S4合上，S3断开；合上刀闸K后合上开关QF。设定直流融冰装置参考电流为0.08-0.12倍额定电流。在工作站上发出直流融冰装置解锁命令，检查直流融冰装置是否快速、平稳建立起直流电流，交直流侧有无异常过电压或过电流出现。检查直流电压、直流电流、网侧电压、网侧电流、融冰装置接地电流、无功和谐波等量是否与设计值吻合。相关检查完毕后在工作站上发出直流融冰装置闭锁命令，检验闭锁时序是否正确，交直流侧有无异常过电压或过电流。(6)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；图4中直流侧刀闸S1、S2和S4合上，S3断开；合上刀闸K后合上开关QF。以0.1倍额定电流将直流融冰装置解锁并等候直流融冰装置进入稳定状态。在工作站上发出直流融冰装置紧急停运命令，检查直流融冰装置紧急停运时序是否正确，交直流侧有无异常过电压或过电流出现。(7)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；图4中直流侧刀闸S1、S2和S4合上，S3断开；合上刀闸K后合上开关QF。试验前融冰线路已经设置好测温点。将直流电流逐步升至试验允许的最大电流，持续运行至少0.5小时。在此期间，测量导线温度、谐波、无功、噪声、变压器中性点电流，监测阀冷水、整流变压器油、集装箱内各设备、融冰线路等的温度。

应用效果：

贵州电网福泉变电站在2008年1-2月冰灾中全部500kV出线和大部分220kV出线全部由于覆冰严重而损坏。2008年在该变电站安装了一套25MW不带专用整流变压器直流融冰装置对所有220kV出线进行直流融冰，一套60MW带专用整流变压器直流融冰装置是对所有500kV出线进行直流融冰。这两套直流融冰装置的系统调试按照本发明提出的方法进行。

2009年1月份，贵州省中部、东部、北部地区出现雨雪天气，一些线路覆冰，厚度达5～10mm。都匀地区是2008年初冰灾期间受灾最严重的地区之一，创下都匀市“全黑”12天的历史记录。在1月7日、8日对这一地区的110kV福牛线、220kV福旧线、500kV福施II回线进行了融冰。这3条线路上的覆冰均为雨凇，呈坚实的冰块状，厚度分别达到4mm、5mm和8mm。启动25MW直流融冰装置对110kV福牛线和220kV福旧线进行融冰，通电10分钟后，导线上的覆冰全部脱落。启动60MW直流融冰装置对500kV福施II回线进行融冰，通电15分钟后，导线上的覆冰全部脱落。

Claims (10)

1.一种直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于包括有如下步骤：

1)进行调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验；

2)进行直流融冰装置合闸冲击试验；

3)进行不带融冰母线开路试验；

4)进行带融冰母线开路试验；

5)进行带融冰线路解闭锁试验；

6)进行带载手动紧急停运试验；

7)进行带融冰线路的大电流试验。

2.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤1)的调试工况的系统分析计算和模拟仿真试验包括有如下步骤：

11)结合直流融冰装置使用变电站利用机电暂态仿真程序分析计算各种调试工况的电压水平和系统稳定性，并制订事故预案；

12)在电磁暂态仿真程序建立包含直流融冰装置详细控制保护功能的等值电源模型，对直流融冰装置启停顺序、滤波器投切策略、控制保护功能和参数、工况转换进行试验，并对直流融冰装置在各个工况下的谐波和无功进行分析。

3.根据权利要求2所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤2)的直流融冰装置合闸冲击试验包括有如下步骤：

21)在晶闸管处于闭锁状态时对直流融冰装置进行合闸冲击，以检验换流器、母线、互感器及相关部件的交流电压承受能力和换流阀的回报系统功能；如果直流融冰装置为带专用整流变压器的直流融冰装置，则还要检验专用整流变压器的交流电压承受能力；

22)充电时间保持10-20分钟，在确定直流融冰装置一切工作正常后退出；

23)第一次充电试验完成后，在10分钟后，再重复进行2-3充电试验，以保证直流融冰装置的完好性。

4.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤3)的不带融冰母线开路试验包括有如下步骤：

31)进行直流融冰装置带融冰母线空载加压试验，检查直流融冰装置换流阀的触发能力，换流阀直流电压耐受能力，换流阀直流电压控制能力，直流侧刀闸、母线和站内融冰专用母线的直流电压耐受能力；

32)设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值，在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。

5.根据权利要求4所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤32)的直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。

6.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤4)的带融冰母线开路试验包括有如下步骤：

41)进行直流融冰装置带融冰母线空载加压试验，检查融冰专用母线的直流电压耐受能力；

42)设定线路开路试验的直流电压参考值，直流电压以预先设定的速度线性变化至直流电压参考值，在1.05pu电压下停留20-50分钟后，发出停止空载加压试验命令，闭锁换流阀。

7.根据权利要求6所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤41)的直流电压的参考值在0-1.05pu值之间可调。

8.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤5)的带融冰线路解闭锁试验包括有如下步骤：

51)进行直流融冰装置起停试验，检验直流融冰装置的解闭锁及启停功能；

52)试验线路接入融冰装置，试验线路在对站三相短接，直流融冰装置参考电流设定为0.08-0.12倍额定电流，在工作站上发出直流融冰装置解锁命令，检查直流融冰装置是否快速、平稳建立起直流电流；上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检查滤波器组是否按照设计时序投入，交直流侧有无异常过电压或过电流出现；

53)检查直流电压、直流电流、网侧电压、网侧电流、融冰装置接地电流、无功和谐波等量是否与设计值吻合；

54)相关检查完毕后在工作站上发出直流融冰装置闭锁命令，检验闭锁时序是否正确，上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检验滤波器组是否按照设计时序退出，交直流侧有无异常过电压或过电流。

9.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤6)的带载手动紧急停运试验包括有如下步骤：

61)试验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上直流侧刀闸S1、S2和S4，检查在融冰装置运行时能否紧急闭锁换流器及跳开交流侧开关，并检验紧急停运时序是否正确、交直流侧有无异常过电压或过电流出现；

62)以最小电流值(0.08-0.12倍额定电流)将直流融冰装置解锁并等候直流融冰装置进入稳定状态；

63)在工作站上发出直流融冰装置紧急停运命令，检查直流融冰装置紧急停运时序是否正确；上述直流融冰装置如果配置有滤波器组，还要检验滤波器组是否按照设计时序退出，交直流侧有无异常过电压或过电流。

10.根据权利要求1所述的直流融冰装置的系统调试方法，其特征在于上述步骤7)的带融冰线路的大电流试验包括有如下步骤：

71)验线路接入融冰装置；试验线路在对站三相短接；合上直流侧刀闸S1、S2和S4，检验融冰装置在大负荷下的运行特性和需融冰线路温升效果；

72)试验前融冰线路已经设置好测温点；将直流电流逐步升至试验允许的最大电流，持续运行至少0.5小时，在此期间，测量导线温度、谐波、无功、噪声、变压器中性点电流，监测阀冷水、整流变压器油、集装箱内各设备、融冰线路的温度。

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