CN102279325A - 一种特高压直流输电工程站系统调试方法 - Google Patents

Abstract

本发明为一种特高压直流输电工程站系统调试方法，通过对工程站进行计算、顺序操作试验、最后跳闸试验、换流母线充电和断电试验、交流滤波器组及电容器组充电和断电试验、换流变压器带换流器投切及带电试验、开路试验和二次设备抗干扰试验，明确规定了一种特高压直流输电工程的站系统调试步骤，规定了各阶段的工作任务和试验项目，试验项目安排科学合理。同时本发明还明确了各类试验项目的试验内容要求在对设备和系统充分调研的基础上，对换流站站系统调试的各种运行方式进行了计算研究。特高压换流变站调试方案可极大地提高调试方案对工程实施的指导性和操作性，以保证调试方案中所列试验项目完整、试验顺序清晰高效、试验方式安全。

Description

一种特高压直流输电工程站系统调试方法

技术领域：

本发明涉及高压直流输电领域，具体讲涉及一种特高压直流输电工程站系统调试方法。

背景技术：

现今社会特高压直流输电系统在大功率远距离输电和非同步联网方面具有诸多优势，例如：输电能力强、输电效率高，送电距离远、送电容量大、控制灵活和调度方便。因此特高压直流输电系统应用日益广泛。其工程已成为投资、经营的重点。但由于特高压直流输电系统设备数量庞大，系统复杂，在进行系统端对端输电及调试前，必须进行特高压直流工程站系统调试，通过主设备带电的方式检验各换流站设备的可靠性。特高压直流工程站系统调试是换流站关键的主设备-包括换流变压器和换流阀首次与交流系统相连承受额定交流电压，也是直流场设备和换流阀首次承受额定直流电压。

特高压直流工程站系统调试是对换流站设备的性能的较为全面考核，调试方法是否科学合理，对于特高压直流工程的设备安全运行、顺利送电以及电网的安全稳定至关重要。

特高压直流输电作为直流输电发展的一个新的方向，研究这样的交直流混合电网的安全稳定问题，精确而可信的仿真分析非常重要。这就对仿真技术及其应用提出了更高的要求。数模混合高压直流仿真是进行直流输电本身及其与电网互联的关键技术研究的有效手段，它有利于合理规划工程项目、优化设计方案，研究安全建设、调试和运行措施，从而促进直流输电技术水平的进一步提升，并为进一步开展更高电压等级的直流输电和新型直流输电技术攻关服务。

面对日益增加的特高压直流输电工程和日益复杂的大型互联电网系统，迫切需要深入研究特高压直流输电及其与电网互联的关键技术。

发明内容

本发明提供一种特高压直流输电工程站系统调试方法，明确规定了一种特高压直流输电工程的站系统调试步骤。

本发明提供的一种特高压直流输电工程站系统调试方法，所述工程站包括整流侧交流系统、特高压直流系统极I、特高压直流系统极II和逆变侧交流系统；

所述的整流侧交流系统和逆变侧交流系统均包括交流电网和换流站无功补偿装置；

所述的特高压直流系统极I包括：整流侧特高压直流系统极、极线路、逆变侧特高压直流系统极；特高压直流系统极II包括：整流侧特高压直流系统极、极线路、逆变侧特高压直流系统极；

整流侧特高压直流系统极包括：高压侧换流单元，低压侧换流单元，平波电抗器，直流滤波器组和直流场运行方式转换回路；逆变侧特高压直流系统极包括：高压侧换流单元，低压侧换流单元，平波电抗器，直流滤波器组和直流场运行方式转换回路；

高压侧换流单元和低压侧换流单元均包括：换流变压器和换流阀；

换流阀包括：Y/Y换流阀、Y/D换流阀、阀厅地刀、换流器旁通刀闸、换流器旁通断路器和换流器旁通刀闸；

高压侧换流变压器包括：Y/Y换流变压器、Y/D换流变压器和换流变压器进线地刀；

其改进之处在于，所述调试方法包括电网系统计算计算、顺序操作试验、最后跳闸试验、换流母线充电和断电试验、交流滤波器组及电容器组充电和断电试验、换流变压器带换流器投切及带电试验、开路试验和二次设备抗干扰试验；

本发明提供的第一优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述计算是对系统调试运行方式下的电网潮流、电压以及工频稳态过电压和操作暂态过电压进行计算；

本发明提供的第二优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述顺序操作试验在主回路不带电的条件下，由运行人员在不同的操作位置上进行操作；所述的不带电顺序操作试验包括以下至少一个的操作步骤：

分别对高压侧换流单元和低压侧换流单元模块进行不带电操作；

(1)所述换流器接地到不接地转换步骤：合上换流变压器进线的地刀，合上相应阀厅四个地刀；

(2)所述换流器不接地到接地转换步骤：拉开相应换流变压器进线的地刀，拉开相应阀厅四个地刀；

(3)所述换流器连接到隔离的转换步骤：合上换流器的旁通刀闸，拉开换流器旁通高压侧刀闸，拉开换流器旁通低压侧刀闸；

(4)所述换流器隔离到连接的转换步骤：合上换流器旁通高压侧刀闸，合上换流器旁通低压侧刀闸，拉开换流器的旁通刀闸；

(5)所述换流器退出到投入转换步骤：断开换流器旁通开关；

(6)所述换流器投入到退出转换步骤：合上换流器旁通开关；

对特高压直流系统极I的直流场运行方式转换回路和直流场运行方式转换回路模块进行不带电操作；特高压直流系统极II的操作步骤相同；

(7)极隔离到极连接转换步骤：合上中性线开关；合上大地回线刀闸；合上金属回线刀闸；合上极母线刀闸；

(8)所述极连接到隔离极转换步骤：拉开中性线开关；拉开大地回线刀闸；拉开金属回线刀闸；拉开极母线刀闸；

(9)所述大地到金属回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸；

(10)所述金属到大地回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸；

对直流滤波器组(F)模块进行不带电操作；

(11)所述直流滤波器隔离到连接转换步骤：拉开直流滤波器高压侧地刀；拉开直流滤波器低压侧地刀；合上直流滤波器低压侧刀闸；合上直流滤波器高压侧刀闸；

(12)所述直流滤波器连接到隔离转换步骤是：拉开直流滤波器高压侧刀闸；拉开直流滤波器低压侧刀闸；

本发明提供的第三优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述最后跳闸试验在主回路不带电的条件下，启动跳闸试验回路；其操作包括以下步骤：

①.停运直流试验的操作步骤：手动按下直流极的紧急停运按钮，检验系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，换流变压器网侧交流断路器跳开；

②.交流滤波器保护试验的操作步骤：启动滤波器保护出口，检验系统发出交流滤波器隔离信号，确定其电源侧交流断路器跳开；

③.其它保护试验的操作步骤：启动保护出口，检查系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，且确定换流变压器进线开关跳开；

本发明提供的第四优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述换流母线充电试验包括如下步骤；

1)进行交流场开关、线路和一次设备绝缘检查；

2)对站内所有交流电压回路的幅值、相序、相位进行同电源及不同电源进行核相，监控系统相关测量回路；

3)检查交流保护和监控系统一、二次接线和测量回路，完成保护校验；

4)进行交流开关的同期回路接线及开关操作正确性检查；

5)进行断路器合切变压器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

6)进行断路器合切电抗器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

7)对空载长线进行充电操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压；

8)测量交流电压各次谐波及电压谐波总畸变率；

本发明提供的第五优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述交流滤波器组及电容器组充电试验包括如下步骤：

(1)合上交流滤波器大组母线进线开关，为交流滤波器母线充电，每隔若干时间(视各工程具体情况而定)合上一组交流滤波器开关，记录电压和交流滤波器总电流波形，录波完成即可分闸；

(2)合上交流滤波器小组进线开关，交流滤波器组充电并带电1-10小时；交流滤波器组充电试验结束，分开交流滤波器开关；在交流滤波器组充电期间，测量交流滤波器高压侧电容器组不平衡电流、交流滤波器低压端总电流、交流滤波器电抗器电阻器电流；进行带电运行的交流滤波器进行电晕放电的视听检查；进行交流滤波器组保护带负荷校验、谐波测量；用红外线测温仪测试电容器、电抗器、电阻器表面和引线接头的温度；其中充电具体时间根据工程需要制定。

本发明提供的第六优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述换流变压器带换流器投切及带电试验包括如下步骤：

(I)通过调节换流变压器分接开关，将换流变压器二次侧电压降到最低时，合上待试换流变压器进线断路器，换流变压器充电；

(II)调整换流变压器分接开关至空载档位，并将换流变压器分接开关控制改为自动；

(III)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-10小时；其中具体时间根据工程需要制定。

(IX)在所述步骤(I)的换流变压器充电试验期间，进行交直流场和阀厅的红外监测和紫外监测、变压器振动检查、噪声测试(变压器、阀厅内和阀厅外)、换流变压器励磁涌流测试、阀厅熄灯检查、二次回路电压的相序和幅值监测、极控和保护系统电气量的检查和监视，避雷器动作情况监视；

(X)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-10小时后，断开换流变压器进线断路器；其中具体时间根据工程需要制定。

(XI)保持换流变压器分接开关为自动控制状态，合上待试换流变压器进线断路器，换流变压器充电；

(XII)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-100分钟后，断开换流变压器进线断路器；其中具体时间根据工程需要制定。

(XIII)重复步骤(XI)和(XII)若干次；其中，若干次数根据工程需要指定；

(XI)在换流变压器充电前后，抽取各点油样进行色谱分析。

本发明提供的第七优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述开路试验以换流器为单位分别在整流和逆变站、极I和极II的高端、低端和高低端串联换流器上分别进行带线路和不带线路、自动方式和手动方式的试验；

所述手动方式的开路试验的步骤包括：

A.进行带直流线路的开路试验，确定本站的待试极直流极线刀闸闭合，对站的相应极直流极线刀闸断开；进行不带直流线路的开路试验时，确定本站待试的极直流极线刀闸断开；

B.解锁换流器，手动设置电压参考值，按预定的斜率，把直流电压升至上述手动设置的电压参考值；其中，手动设置的电压参考值必须大于零，且不超过额定运行电压；

C.每隔1-100分钟之间逐步升高直流电压，直至到达额定的直流电压，并同步记录数据；其中具体时间根据工程需要制定。

D.每隔1-100分钟之间逐步降低直流电压；直至电压下降到0kV并闭锁换流器；其中具体时间根据工程需要制定。

E.断开相应交流断路器；

所述自动方式的开路试验的步骤包括：

a)合上交流进线断路器，使换流变压器充电；

b)开路试验方式下解锁换流器，启动自动方式的开路试验，直流电压按预设的速率自动上升，直到电压上升到工程设定的参考值；

c)直流电压稳定在预设的水平，达到工程中预设的时间后自动下降，直到直流电压下降到0kV并闭锁换流器；

d)断开交流进线断路器，使换流变压器断电，自动开路试验结束。

本发明提供的第八优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述二次设备抗干扰试验包括如下步骤：

i).在换流站一次设备未带电，与上述一次设备对应的二次设备盘柜全部带电的状态下，在距盘柜前/后门正前方20厘米处，在开门状态下，手持手机或步话机通话，检查该极二次设备盘柜是否有因为受干扰而发出错误信息和误动的情况发生；

ii).在换流站一次设备未带电，与上述一次设备对应的二次设备盘柜全部带电的状态下，在距盘柜前/后门正前方20厘米处，在关门状态下，手持手机通话，检查该极二次设备盘柜是否有因为受干扰而发出错误信息和误动的情况发生；

本发明提供的较优选方案的调试方法，其改进之处在于，所述步骤3)所述检查交流保护包括母差保护、开关失灵保护、线路保护、滤波器分枝母线母差保护和换流变压器保护；

和现有技术比，本发明的有益效果为：

(1)明确规定了一种特高压直流输电工程的站系统调试步骤，并规定了各阶段的工作任务，站系统调试的试验项目，试验项目安排科学合理。

(2)明确规定了各类试验在两站(整流站和逆变站)、两极(极I和极II)的高端、低端和高低端串联换流器上分别编制调试方案，分步进行的试验方法，并明确规定了每个项目的实施操作的详细步骤。

(3)明确规定了各类试验项目的试验内容要求、工程实施和验收标准，试验方案的编制标准规范。在对设备和系统充分调研的基础上，对换流站站系统调试的各种运行方式进行了计算研究(试验方式下的电网潮流、电压以及工频稳态过电压、操作暂态过电压)。特高压换流变站系统调试方案可极大地提高调试方案对工程实施的指导性和操作性，以保证调试方案中所列试验项目完整、试验顺序清晰高效、试验方式安全。

附图说明

图1：本发明提供的总体装置的框图；

图2：本发明提供的直流场运行方式转换回路G1和直流场运行方式转换回路G2连接框图；

图3：本发明提供的直流滤波器组模块E和直流极的连接框图；

图4：本发明提供的换流单元C结构及与交流系统的连接框图；

图5：本发明提供的换流变压器充电试验中换流变压器原边电压与时间曲线图；

图6：本发明提供的极带线路开路试验(手动)中直流电压变化曲线图；

图7：本发明提供的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

特高压工程站系统调试的目的是按照工程合同和技术规范的要求，对换流站设备、直流线路的性能进行检验，具体包括计算、顺序操作试验、最后跳闸试验、换流母线充电和断电试验、交流滤波器组及电容器组充电和断电试验、换流变压器带换流器投切及带电试验、开路试验和二次设备抗干扰试验。

(一)步骤

特高压直流输电工程站系统调试包括以下步骤：(1)系统计算分析；(2)相关调试方案制定；(3)实际系统的现场调试实施；(4)调试总结。

(1)系统计算分析

对系统调试运行方式下的电网潮流、电压以及工频稳态过电压、操作暂态过电压进行计算，确认在进行相关试验时，交流系统的短路电流、交流电压以及频率和过电压均在规程规定的范围内。

(2)调试方案的编制

调试方案中以换流单元和极为单位单独编制调试方案，各调试方案均包括一般要求和各个调试项目的具体要求。

其中，一般要求包括如下内容(a)试验的前提条件；(b)交流系统条件；(c)继电保护的配置；(d)测试方案；(e)安全组织管理措施；(f)应急预案

各试验的具体要求包括如下内容(a)试验目的；(b)设备监视范围；(c)试验条件，包括站内各设备的条件以及以表格的形式逐条列出试验部分与非试验部分的明显断开点；(d)测试和记录，包括测试方案，测试和记录数据(包括试验前，试验中和试验后)；(e)试验步骤，包括检查和配置本站开关场设备和系统设置的初始状态(以图表的形式详细列出换流站的交直流场开关及系统配置)，详细试验方法(以图表的形式列出主要电气量的变化曲线)；(f)验收标准。

(3)按照调试方案，实施实际系统的现场调试；

在进行分阶段站系统调试过程中，特高压工程现场施工情况复杂，现场不同设备的安装、调试和投运工作按照工程施工和调试进度安排同时进行，换流站内带电和不带电设备同时存在，加之交直流场接线方式复杂，设备操作联锁关系复杂，因此，在不同阶段进行试验时，只有通过跟踪工程中不同设备的安装调试进展，明确每一阶段一次、二次设备的运行状态和带电最新情况，对于每一操作步骤的联锁关系都进行细致的分析和临时调整，才最终实现了既确保设备和人身的绝对安全，又达到了每一阶段调试试验的顺利进行的目的。

(4)调试总结

调试总结全面总结现场调试的过程，主要包括各试验的过程、内容、结果及分析，解决的问题和结论，对实际工程是否具备进入下一阶段的调试的条件给出明确的结论。

(二)不带电顺序操作试验

不带电工程试验的不同试验项目参考说明书附图中的图2，图3和图4。

(一)内容和要求

不带电顺序操作试验是为了检验换流站交、直场接线及运行操作顺序及电气联锁是否能正确执行。检验当一个顺序没有完成时，换流站设备是否可以进入一个安全的状态；在手动控制/自动控制模式下检验每步操作的正确性。对于手动单步操作还检验顺序正确的操作应能执行，顺序错误的操作应被拒绝。对于自动顺序操作检验，自动顺序操作应能顺序执行完毕；当一个顺序没有完成时，应有相应报警信息，且相应设备应能以手动方式返回到上一个有定义的状态，或进入下一个有定义的状态。

不带电顺序操作试验均在在主回路不带电的条件下，由运行人员在不同的操作位置上进行操作。针对特高压工程每极两个12脉动换流器的情况，该试验对低端换流器和高端换流器分别进行。为了满足试验条件的要求，结合工程现场的具体施工、调试和带电的具体情况，在试验过程中，对设备的状态信号和联锁关系需要进行一些必要的设置。

(二)工程实施

整流侧和逆变侧的高压侧换流单元和低压侧换流单元结构相同，仅以逆变侧进行试验加以说明。分别对高压侧换流单元(C1)和低压侧换流单元(D2)模块进行如下不带电操作，试验电路如图4。其中，涉及到具体工程，对如下试验步骤进行有选择性的操作。

(1)所述换流器接地到不接地转换步骤：合上换流变压器进线的地刀，合上相应阀厅四个地刀1、2、3和4；

(2)所述换流器不接地到接地转换步骤：拉开相应换流变压器进线的地刀，拉开相应阀厅四个地刀1、2、3和4；

(3)所述换流器连接到隔离的转换步骤：合上换流器的旁通刀闸，拉开换流器旁通高压侧刀闸，拉开换流器旁通低压侧刀闸；

(4)所述换流器隔离到连接的转换步骤：合上换流器旁通高压侧刀闸，合上换流器旁通低压侧刀闸，拉开换流器的旁通刀闸；

(5)所述换流器退出到投入转换步骤：断开换流器旁通开关；

(6)所述换流器投入到退出转换步骤：合上换流器旁通开关。

特高压直流系统极II和特高压直流系统极I结构相同，仅以特高压直流系统极IF的直流场运行方式转换回路G1和直流场运行方式转换回路G2模块进行如下不带电操作加以说明，其试验电路图如图2。其中，涉及到具体工程，对如下试验步骤进行有选择性的操作。

(7)极隔离到极连接转换步骤：合上中性线开关；合上大地回线刀闸；合上金属回线刀闸；合上极母线刀闸；

(8)所述极连接到隔离极转换步骤：拉开中性线开关；拉开大地回线刀闸；拉开金属回线刀闸；拉开极母线刀闸；

(9)所述大地到金属回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸；

(10)所述金属到大地回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸。

整流侧和逆变侧的直流滤波器组结构相同，仅以直流滤波器组E2模块进行如下不带电操作加以说明，其试验电路如图3。

(11)所述直流滤波器隔离到连接转换步骤：拉开直流滤波器高压侧地刀；拉开直流滤波器低压侧地刀；合上直流滤波器低压侧刀闸；合上直流滤波器高压侧刀闸；

(12)所述直流滤波器连接到隔离转换步骤是：拉开直流滤波器高压侧刀闸；拉开直流滤波器低压侧刀闸。

(三)验收标准

开关设备的手动控制模式的不带电顺序操作试验检验：从站级所有控制位置均能正确操作各个开关设备。接地刀闸，隔离刀闸及断路器之间的联锁关系正确。

开关设备的自动控制模式的不带电顺序操作试验检验：(i)从站级的所有控制位置能正确起动顺序操作；(ii)无不正确的执行次序；(iii)如果一个顺序没有完成，换流站停留在一个安全状态；(iv)在顺序进行期间，当转换到冗余站控制系统时，这个顺序能够继续进行，直到完成为止。

(三)最后跳闸试验

(1)内容和要求

最后跳闸试验的目的是：在主设备带电之前，检验交直流系统相关保护跳闸情况，验证每个保护柜与双极控制、极控制、阀控控制和站控制的停运顺序之间的接口及设备开关动作正确与否。涉及到直流保护，双极控制，极控制，阀保护、保护接口，运行人员控制台，阀冷却系统等。

(2)工程实施

在换流变压器带电之前，通过采用不同的方法模拟保护跳闸，在两站(整流和逆变站)分别进行。最后跳闸试验在主回路不带电的条件下，由不同地点发出的模拟跳闸信号进行试验。针对特高压工程每极两个12脉动换流器的情况，该试验对低端换流器和高端换流器分别进行。其步骤为：

①.停运直流试验的操作步骤：手动按下直流极的紧急停运按钮，检验系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，换流变压器网侧交流断路器跳开；

②.交流滤波器保护试验的操作步骤：启动滤波器保护出口，检验系统发出交流滤波器隔离信号，确定其电源侧交流断路器跳开；

③.其它保护试验的操作步骤：启动保护出口，检查系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，且确定换流变压器进线开关跳开。

(3)验收标准

最后跳闸试验检验：(i)保护控制柜的输出量能同时正确起动两个极控制柜的停运顺序；(ii)保护柜与双极控制、极控制、阀控控制和站控制的停运顺序之间的接口正确，设备开关动作正确。

(四)换流母线充电/断电试验

(1)内容和要求

换流母线充电/断电试验是为了验证启动范围内一次设备的绝缘耐受性能，考核启动范围内一次、二次设备接线的正确性，校验启动范围内相关继电保护，对启动范围内相关监控、计量、远动、同期回路和设备进行带电校核，验证交流断路器投切空载站用变压器、空载线路及交流滤波器的能力，测录操作过程中系统可能出现的涌流、操作过电压等电磁暂态分量，并对系统的绝缘配合进行评价。

(2)工程实施

换流母线充电/断电试验检查项目包括：交流场一次设备受电和绝缘检查、核相、保护极性检查、同期回路检查、站用变压器投切试验、电抗器投切试验、空载投切线路试验、合环试验、谐波测量、站用变和并联电抗器声级及振动测量。其步骤为：

1)进行交流场开关、线路和一次设备绝缘检查；

2)对站内所有交流电压回路的幅值、相序、相位进行同电源及不同电源进行核相，监控系统相关测量回路；

3)检查交流保护和监控系统一、二次接线和测量回路，完成保护校验；

4)进行交流开关的同期回路接线及开关操作正确性检查；

5)进行断路器合切变压器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

6)进行断路器合切电抗器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

7)对空载长线进行充电操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压；

8)测量交流电压各次谐波及电压谐波总畸变率。

其断电的操作步骤与充电的操作上进行相反的动作。

(3)验收标准

换流母线充电/断电试验的验收标准包括：

(i)相关一次设备及交流线路绝缘情况及动作情况正常；

(ii)交流线路两侧及换流站内所有电压回路的一次接线正确，二次电压回路接线完整正确；

(iii)交流场母线及交流线路电压互感器二次接线正确；交流场母差保护、站用变差动保护、各串开关及大组交流滤波器内各电流互感器二次接线、保护极性和变比正确；

(iv)试验过程中，一次设备运行正常，继电小室内的保护、测控、故障录波、计量、行波测距等二次设备运行正常；

(v)开关同期回路接线正确，同期装置回路及开关操作正确；

(vi)投切站用变压器及电抗器时：断路器无重燃或复燃，投切试验结果在规程规定范围内；相关一次设备无异常，避雷器均未动作；

(vii)交流侧分别合空变及电抗器时交流过电压和合闸涌流检测值正常.。

(viii)切空线试验时交流进线线路首、末三相合闸过电压均在规程规定范围内，线路首、末端避雷器均未动作，相关一次、二次设线路末端(泸州侧)部分避雷器在分合分试验中有动作情况。

(viiii)站用变和并联电抗器声级、振动试验：在运行电压及额定频率下，现场实测综合声级计算值和实测振动平均值满足国标要求。

(vv)交流各次谐波不存在放大，电压谐波总畸变率在规定范围内。

(vvi)合环功能正常。

(五)交流滤波器组及电容器组充电/断电试验

(1)内容和要求

交流滤波器充电试验验证交流滤波器组及并联电容器组在交流电压下正常运行的能力，并检查其保护和监控测量系统的运行情况。该试验主要考察：交流滤波器组和并联电容器组的合闸涌流和合/分闸过电压是否在允许范围；断路器是否能顺利切断交流滤波器组和并联电容器组的容性电流且无重燃；控制系统控制断路器准点投切无功设备的功能。

(2)工程实施

交流滤波器场调试范围包括站内交流滤波器分枝母线上的滤波器和并联电容器的带电试验，其步骤为：

(1)合上交流滤波器大组母线进线开关，为交流滤波器母线充电，每隔若干时间(视各工程具体情况而定)合上一组交流滤波器开关，记录电压和交流滤波器总电流波形，录波完成即可分闸；

(2)合上交流滤波器小组进线开关，交流滤波器组充电并带电1-10小时；交流滤波器组充电试验结束，分开交流滤波器开关；在交流滤波器组充电期间，测量交流滤波器高压侧电容器组不平衡电流、交流滤波器低压端总电流、交流滤波器电抗器电阻器电流；进行带电运行的交流滤波器进行电晕放电的视听检查；进行交流滤波器组保护带负荷校验、谐波测量；用红外线测温仪测试电容器、电抗器、电阻器表面和引线接头的温度。

在交流滤波器组充电期间，读取记录交母线电压、交流滤波器总电流、交流滤波器高压侧电容器组不平衡电流、交流滤波器低压端总电流、交流滤波器电抗器电阻器电流；录取母线电压和交流滤波器电流在合/分时的暂态波形、流电压和交流滤波器总电流波形，记录避雷器动作情况；进行带电运行的交流滤波器进行电晕放电的视听检查；进行交流滤波器组保护带负荷校验、谐波测量。用红外线测温仪测试电容器、电抗器、电阻器表面和引线接头的温度。

其断电步骤和充电步骤在其操作时按照充电时的步骤进行相反的动作。

(3)验收标准

(i)所有交流滤波器/并联电容器组耐受冲击和绝缘耐受性能良好，避雷器无动作。

(ii)在整个投切试验过程中，所有交流滤波器场开关断路器，动作正常，性能良好。分闸时顺利切断容性电流且无重燃；合闸时未发生异常的弹跳现象。

(iii)交流滤波器/并联电容器组在投切后电容器不平衡电流在允许范围内。

(iv))投切交流滤波器/并联电容器组的断路器有准点投切的功能，选相合闸装置功能正确。开关在电压过零点投切时合闸相位符合技术规范要求，操作过程中未发现异常的不同期现象。

(v)交流滤波器场二次设备包括测量、保护和自动装置的接线正确，相关保护校验正确。

(vi)两站所有交流滤波器/并联电容器组在投切前后交流母线电压和总电流值在允许范围内。

(六)换流变压器带换流器投切及带电试验方法

一)内容和要求

换流变压器带换流器投切及带电试验是要验证在正常交流系统电压下换流变压器带换流器正常运行的能力，并检查其保护和监视测量系统的运行情况。该试验主要考察：换流变压器带电后振动情况、换流变压器合闸涌流、换流器控制电压相序和极性接入正确性、换流器带电后阀设备运行情况、晶闸管元件的闭锁状态、阀内冷系统带电运行情况、外冷却水设备运行情况、阀控系统运行情况和交直流控制保护系统运行情况。

二)工程实施

换流变压器带换流器投切及带电试验以换流器为单位分别在两站(整流站和逆变站)、两极(极I和极II)的高低端换流变压器上进行。换流变压器充电共进行五次，试验时，先进行三次换流变压器充电试验，后两次充电试验结合开路试验进行。

(1)合上交流滤波器大组母线进线开关，为交流滤波器母线充电，每隔若干时间(视各工程具体情况而定)合上一组交流滤波器开关，记录电压和交流滤波器总电流波形，录波完成即可分闸；

(2)合上交流滤波器小组进线开关，交流滤波器组充电并带电1-10小时；交流滤波器组充电试验结束，分开交流滤波器开关；在交流滤波器组充电期间，测量交流滤波器高压侧电容器组不平衡电流、交流滤波器低压端总电流、交流滤波器电抗器电阻器电流；进行带电运行的交流滤波器进行电晕放电的视听检查；进行交流滤波器组保护带负荷校验、谐波测量；用红外线测温仪测试电容器、电抗器、电阻器表面和引线接头的温度。

三)验收标准

(a)投空载变压器时励磁涌流未见异常，未发现谐振现象。(b)交流断路器投空载变压器性能正常。(c)换流变压器压器充电对交流系统的电压扰动处于规定的限制值之内。(d)晶闸管元件故障监测装置正确，触发脉冲的相位正确。(e)换流变压器内部无放电，无避雷器动作。

(七)开路试验

(1)内容和要求

开路试验是在直流一次回路断开的情况下，通过换流器解锁将直流电压上升至额定电压，检查换流器阀的触发能力及解锁阀的电压耐受能力、直流场(包括直流滤波器)的耐压能力。同时，开路试验还检查直流电压控制功能的正确性。

(2)工程实施

开路试验以换流器为单位分别在两站(整流站和逆变站)、两极(极I和极II)的高端、低端和高低端串联换流器上分别进行。整流站和逆变两换流站的开路试验试验方法和步骤相似。按照进行试验时直流线路是否带电压，开路试验分为带线路和不带线路两种；按照进行开路试验时电压上升的操作方式，可分为自动方式和手动方式，按照进行开路试验的带电换流器的组数，可分为单换流器方式和双换流器方式。

以手动方式带线路开路试验为例，在进行手动方式带线路开路试验时，本站直流极线刀闸闭合，对站直流极线刀闸断开，换流器处于“开路试验”状态。换流变充电后，开路试验方式下解锁换流器，分别手动设置电压参考值，按预定的斜率把直流电压升至选定的电压水平维持一定的时间。逐步升高直流电压；直流电压在每一台阶上的停留一段时间，直到达到额定的直流电压。直流电压稳定在额定的直流电压水平期间，完成系统检查并记录数据。完成规定的检查后，分别手动设置电压参考值，逐步降低直流电压；直流电压在每一台阶上停留一段时间，直到电压下降到0kV并闭锁换流器；断开相应交流断路器，使换流变断电。在直流电压上升和下降的过程中，进行运行人员手动干预，中止电压下降过程，此时直流电压停留在干预时刻所对应的直流电压值上。图6为极I带线路开路试验(手动)中直流电压变化曲线。

(3)验收标准

(a)换流阀的电压耐受能力、直流场包括直流滤波器的耐压能力正常，无避雷器动作。(b)换流阀的触发正常，直流电压控制功能正确。直流电压稳定，对触发角有正确的关系。(c)直流线路开路试验启动和停止操作顺序、电压变化停止和解除指令正确执行，没有意外的保护跳闸。

(八)二次设备抗干扰试验

(1)内容和要求

换流站交直流控制和保护设备抗干扰试验是在交直流系统带电时验证交直流保护和控制设备，在受干扰时是否发出错误信息或误动。该试验在每次换流变充电后进行。

(2)工程实施

二次设备抗干扰试验以换流器为单位分别在两站(整流和逆变站)、两极(极I和极II)的高低端换流变上分别进行。

进行二次设备抗干扰试验时，在换流站一次设备未带电，该极二次设备盘柜全部带电的状态下，在距盘柜前/后门正前方20厘米处，在开门和关门两种状态下，手持站内通讯用步话机/手机通话。步话机的发射功率在3～5瓦范围内。检查该极二次设备盘柜是否有因为受干扰而发出错误信息和误动的情况发生。涉及的设备包括：极控、直流保护、阀控、站控和操作控制台等。

(3)验收标准

二次设备抗干扰试验测试结果表明：所有的二次设备符合二次设备能够抗电磁干扰，满足相关规定。

最后应该说明的是：结合上述实施例仅说明本发明的技术方案而非对其限制。所属领域的普通技术人员应当理解到：本领域技术人员可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均在申请待批的权利要求保护范围之中。

Claims (10)

1.一种特高压直流输电工程站系统调试方法，所述工程站包括整流侧交流系统(A1)、特高压直流系统极I(F)、特高压直流系统极II(H)和逆变侧交流系统(A2)；

所述的整流侧交流系统(A1)和逆变侧交流系统(A2)均包括交流电网(S)和换流站无功补偿装置(W)；

所述的特高压直流系统极I包括：整流侧特高压直流系统极(J1)、极线路(L)、逆变侧特高压直流系统极(J2)；特高压直流系统极II包括：整流侧特高压直流系统极(J1)、极线路(L)、逆变侧特高压直流系统极(J2)；

整流侧特高压直流系统极(J1)包括：高压侧换流单元(C1)，低压侧换流单元(D1)，平波电抗器(K1、K2)，直流滤波器组(E1)和直流场运行方式转换回路(G1)；逆变侧特高压直流系统极(J2)包括：高压侧换流单元(C2)，低压侧换流单元(D2)，平波电抗器(K3、K4)，直流滤波器组(E2)和直流场运行方式转换回路(G2)；

高压侧换流单元(C1)、高压侧换流单元(C2)、低压侧换流单元(D1)和低压侧换流单元(D2)均包括：换流变压器(B)和换流阀(E)；

换流阀(E)包括：Y/Y换流阀、Y/D换流阀、阀厅地刀(1、2、3、4)、换流器旁通刀闸、换流器旁通断路器和换流器旁通刀闸；

高压侧换流变压器(B)包括：Y/Y换流变压器、Y/D换流变压器和换流变压器进线地刀；

其特征在于，所述调试方法包括电网系统计算、顺序操作试验、最后跳闸试验、换流母线充电和断电试验、交流滤波器组及电容器组充电和断电试验、换流变压器带换流器投切及带电试验、开路试验和二次设备抗干扰试验。

2.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述电网系统计算是对系统调试运行方式下的电网潮流、电压以及工频稳态过电压和操作暂态过电压进行计算。

3.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述顺序操作试验在主回路不带电的条件下，由运行人员在不同的操作位置上进行操作；所述的不带电顺序操作试验包括以下至少一个的操作步骤：

分别对高压侧换流单元(C1、C2)和低压侧换流单元(D1、D2)模块进行不带电操作；

(1)所述换流器接地到不接地转换步骤：合上换流变压器进线的地刀，合上相应阀厅四个地刀；

(2)所述换流器不接地到接地转换步骤：拉开相应换流变压器进线的地刀，拉开相应阀厅四个地刀；

(3)所述换流器连接到隔离的转换步骤：合上换流器的旁通刀闸，拉开换流器旁通高压侧刀闸，拉开换流器旁通低压侧刀闸；

(4)所述换流器隔离到连接的转换步骤：合上换流器旁通高压侧刀闸，合上换流器旁通低压侧刀闸，拉开换流器的旁通刀闸；

(5)所述换流器退出到投入转换步骤：断开换流器旁通开关；

(6)所述换流器投入到退出转换步骤：合上换流器旁通开关；

对特高压直流系统极I(F)的直流场运行方式转换回路(G1)和直流场运行方式转换回路(G2)模块进行不带电操作；

(7)极隔离到极连接转换步骤：合上中性线开关；合上大地回线刀闸；合上金属回线刀闸；合上极母线刀闸；

(8)所述极连接到隔离极转换步骤：拉开中性线开关；拉开大地回线刀闸；拉开金属回线刀闸；拉开极母线刀闸；

(9)所述大地到金属回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸；

(10)所述金属到大地回线运行方式转换步骤：拉开逆变侧金属回线旁路地刀；合上逆变侧对极旁路刀闸；合上逆变侧大地回线转换刀闸；合上逆变侧金属回线刀闸；拉开整流侧金属回线旁路地刀；合上整流侧对极旁路刀闸；合上整流侧直流大地回线转换刀闸；合上整流侧直流金属回线刀闸；合上整流侧大地回线转换开关；拉开整流侧金属回线转换开关；拉开整流侧两个金属回线转换刀闸；

对直流滤波器组(F1、F2)模块进行不带电操作；

(11)所述直流滤波器隔离到连接转换步骤：拉开直流滤波器高压侧地刀；拉开直流滤波器低压侧地刀；合上直流滤波器低压侧刀闸；合上直流滤波器高压侧刀闸；

(12)所述直流滤波器连接到隔离转换步骤是：拉开直流滤波器高压侧刀闸；拉开直流滤波器低压侧刀闸。

4.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述最后跳闸试验在主回路不带电的条件下，启动跳闸试验回路；其操作包括以下步骤：

①.停运直流试验的操作步骤：手动按下直流极的紧急停运按钮，检验系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，换流变压器网侧交流断路器跳开；

②.交流滤波器保护试验的操作步骤：启动滤波器保护出口，检验系统发出交流滤波器隔离信号，确定其电源侧交流断路器跳开；

③.其它保护试验的操作步骤：启动保护出口，检查系统发出闭锁信号和换流器隔离信号，且确定换流变压器进线开关跳开。

5.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述换流母线充电试验包括如下步骤；

1)进行交流场开关、线路和一次设备绝缘检查；

2)对站内所有交流电压回路的幅值、相序、相位进行同电源及不同电源进行核相，监控系统相关测量回路；

3)检查交流保护和监控系统一、二次接线和测量回路，完成保护校验；

4)进行交流开关的同期回路接线及开关操作正确性检查；

5)进行断路器合切变压器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

6)进行断路器合切电抗器操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压和合闸涌流；

7)对空载长线进行充电操作，测试开关动作和避雷器动作情况，并测量过电压；

8)测量交流电压各次谐波及电压谐波总畸变率。

6.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述交流滤波器组及电容器组充电试验包括如下步骤：

(1)合上交流滤波器大组母线进线开关，为交流滤波器母线充电，每隔若干时间(视各工程具体情况而定)合上一组交流滤波器开关，记录电压和交流滤波器总电流波形，录波完成即可分闸；

(2)合上交流滤波器小组进线开关，交流滤波器组充电并带电1-10小时；交流滤波器组充电试验结束，分开交流滤波器开关；在交流滤波器组充电期间，测量交流滤波器高压侧电容器组不平衡电流、交流滤波器低压端总电流、交流滤波器电抗器电阻器电流；进行带电运行的交流滤波器进行电晕放电的视听检查；进行交流滤波器组保护带负荷校验、谐波测量；用红外线测温仪测试电容器、电抗器、电阻器表面和引线接头的温度。

7.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述换流变压器带换流器投切及带电试验包括如下步骤：

(I)通过调节换流变压器分接开关，将换流变压器二次侧电压降到最低时，合上待试换流变压器进线断路器，换流变压器充电；

(II)调整换流变压器分接开关至空载档位，并将换流变压器分接开关控制改为自动；

(III)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-10小时；

(IX)在所述步骤(I)的换流变压器充电试验期间，进行交直流场和阀厅的红外监测和紫外监测、变压器振动检查、噪声测试、换流变压器励磁涌流测试、阀厅熄灯检查、二次回路电压的相序和幅值监测、极控和保护系统电气量的检查和监视，避雷器动作情况监视；

(X)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-10小时后，断开换流变压器进线断路器；

(XI)保持换流变压器分接开关为自动控制状态，合上待试换流变压器进线断路器，换流变压器充电；

(XII)所述步骤(I)的所述待试换流变压器充电保持1-100分钟后，断开换流变压器进线断路器；

(XIII)重复步骤(XI)和(XII)若干次；

(XI)在换流变压器充电前后，抽取各点油样进行色谱分析。

8.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述开路试验以换流器为单位分别在整流和逆变站、极I和极II的高端、低端和高低端串联换流器上分别进行带线路和不带线路、自动方式和手动方式的试验；

所述手动方式的开路试验的步骤包括：

A.进行带直流线路的开路试验，确定本站的待试极直流极线刀闸闭合，对站的相应极直流极线刀闸断开；进行不带直流线路的开路试验时，确定本站待试的极直流极线刀闸断开；

B.解锁换流器，手动设置电压参考值，按预定的斜率，把直流电压升至上述手动设置的电压参考值；

C.每隔1-100分钟之间逐步升高直流电压，直至到达额定的直流电压，并同步记录数据；

D.每隔1-100分钟之间逐步降低直流电压；直至电压下降到0kV并闭锁换流器；

E.断开相应交流断路器；

所述自动方式的开路试验的步骤包括：

a)合上交流进线断路器，使换流变压器充电；

b)开路试验方式下解锁换流器，启动自动方式的开路试验，直流电压按预设的速率自动上升，直到电压上升到工程设定的参考值；

c)直流电压稳定在预设的水平，达到工程中预设的时间后自动下降，直到直流电压下降到0kV并闭锁换流器；

d)断开交流进线断路器，使换流变压器断电，自动开路试验结束。

9.如权利要求1所述的调试方法，其特征在于，所述二次设备抗干扰试验包括如下步骤：

i).在换流站一次设备未带电，与上述一次设备对应的二次设备盘柜全部带电的状态下，在距盘柜前/后门正前方20厘米处，在开门状态下，手持手机或步话机通话，检查该极二次设备盘柜是否有因为受干扰而发出错误信息和误动的情况发生；

ii).在换流站一次设备未带电，与上述一次设备对应的二次设备盘柜全部带电的状态下，在距盘柜前/后门正前方20厘米处，在关门状态下，手持手机通话，检查该极二次设备盘柜是否有因为受干扰而发出错误信息和误动的情况发生。

10.如权利要求5所述的调试方法，其特征在于，所述步骤3)所述检查交流保护包括母差保护、开关失灵保护、线路保护、滤波器分枝母线母差保护和换流变压器保护。

Images