灵宝背靠背直流工程换流站和系统调试总结

第30卷第19期电网技术Vol.30No.192006年10月PowerSystemTechnologyOct.2006文章编号：1000-3673（2006）19-0036-06中图分类号：TM733文献标识码：A学科代码：470⋅4054灵宝背靠背直流工程换流站和系统调试总结杨万开，印永华，王明新，曾南超（中国电力科学研究院，北京市海淀区100085）SummaryofConverterStationCommissioningandSystemCommissioningforLingbaoBacktoBackHVDCProjectYANGWan-kai，YINYong-hua，WANGMing-xin，ZENGNan-chao(ChinaElectricPowerResearchInstitute，HaidianDistrict，Beijing100085，China)ABSTRACT:Asthefirstinterconnectedback-to-back(BTB)highvoltagedirectcurrent(HVDC)powertransmissionprojectinChina,theLingbaoBTBHVDCprojectisalsothedemonstrationprojectforlocalizationofmanufactureofHVDCequipments,andthecommissioningofthisprojectisfullycompletedbydomestictechnicalpersonnel.TheconstructionandsuccessfulplaceinserviceofthisprojectaresignificantforthelocalizationofmanufactureofHVDCequipments.Inthispaperthecommissioningoftheproject,includingthesituationofconverterstationcommissioningandconclusion,thesituationofsystemcommissioningandconclusion,thetechnologyinnovationofsystemcommissioning,thesummationofexperiencesinthecommissioningofstationsystemcommissioningofBTBHVDCandtheoptimizationofsystemcommissioningitems,arepresented.KEYWORDS:BTBHVDCpowertransmissiondemonstrationproject；stationsystemcommissioning；systemcommissioning；HVDC摘要：灵宝背靠背直流工程作为我国第一个联网背靠背直流输电工程，也是直流设备国产化的试验示范工程，工程的调试完全由国内技术力量完成，工程的建设和顺利投入运行，对直流工程国产化的发展具有指导意义。介绍了换流站和系统调试情况，包括换流站系统调试情况及结论、系统调试情况及结论、系统调试技术创新点、背靠背直流工程站系统和系统调试的经验总结和系统调试方案的优化。关键词：背靠背直流工程；换流站系统调试；系统调试；高压直流输电0引言灵宝背靠背直流输电工程作为我国第一个联网背靠背直流输电工程，也是直流设备国产化的试验示范工程，工程的调试完全由国内技术力量完成。该工程的设备制造、施工和调试借鉴了一些国外的技术和经验[1]，二次控制和保护设备达到了目前国外先进水平[2]。按照灵宝背靠背直流输电工程启动验收委员会通过的优化试验项目计划[3-4]，并吸收了三常、三广和贵广直流输电工程系统调试的经验[5]，2004年12月20日至2004年12月23日，完成了在南瑞直流控制保护设备和许继直流控制保护设备运行情况下换流站交流场带电和交流滤波器带电试验；2005年4月7日至2005年4月10日完成换流站调试，系统调试于2005年4月11日正式开始，到2005年4月27日完成了南瑞控制保护系统下的调试工作，以及部分许继控制保护系统下的调试工作；2005年6月1日至6月16日，完成了许继控制保护系统下的调试工作，实现了在2005年6月投入试运行的目标，并于2005年6月18日投入试运行。灵宝背靠直流输电工程自投入运行到现在，系统运行稳定[6-8]，华中电网(西北电网)的电力可以通过该工程输送到西北电网(华中电网)，实现了华中和西北两大区域的联网[9-12]，取得了良好的经济效益和社会效益。本文介绍了换流站系统调试和系统调试情况及试验结论，总结了背靠背直流工程的系统调试经验，以及调试技术创新点，这些经验可为以后的直流工程调试提供借鉴[13]。1换流站系统调试情况及结论1.1调试目的换流站系统调试是在分系统调试完成并合格的基础上，换流站内一次和二次设备全部投入运行，带电验证交流设备的性能和相关保护的极性，PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn第30卷第19期电网技术37换流设备通过换流变压器由交流系统供电，在整流工况(无功率交换)下，验证站内直流设备的相关功能及其直流场开路试验。换流站系统调试的目的是按照合同和技术规范书的要求，检查换流站在带电条件下，一次设备和二次设备的功能；同时为系统调试做好准备。1.2调试项目换流站系统调试开始以前，换流站500kV交流场的启动带电试验应已完成。为方便调整设备，一些换流站系统调试项目结合系统调试进行。换流站系统调试项目如下：①交流场带电，同时检查一次和二次设备；②交流滤波器充电试验，同时检查一次和二次设备；③顺序操作试验；④最后跳闸试验；⑤换流变压器和阀组充电试验；⑥抗干扰试验；⑦直流线路开路(空载加压)试验。1.3调试情况灵宝换流站系统调试在2004年12月下旬和2005年4月7－10日进行，换流站系统调试试验项目完成情况如表1所示。表1换流站系统调试试验项目完成情况Tab.1Accomplishmentofconverterstationcommissioningitems序号试验项目名称完成情况1交流场带电试验完成，满足技术规范要求2不带电顺序操作试验完成，满足技术规范要求3交流滤波器带电试验完成，满足技术规范要求4换流变压器充电试验完成，满足技术规范要求5直流空载加压试验完成，满足技术规范要求6跳闸试验完成，满足技术规范要求7抗电磁干扰试验完成，满足技术规范要求1.4调试结论（1）交流场和交流滤波器带电试验结果满足技术规范要求。（2）直流场顺序操作的逻辑正确。（3）换流变压器投切试验的结果表明，换流变进线开关投切功能正常，试验期间一次设备无异常，避雷器均未动作。（4）220kV和330kV侧直流系统空载加压试验结果表明，换流阀能够承受额定电压的考验，满足技术规范要求。（5）跳闸试验的结果表明，交流和直流保护跳闸回路的动作正确无误。（6）抗干扰试验的结果表明，交直流控制保护系统具备抗移动电话和无线对讲机引起的电磁干扰的能力，所有被试的控制和保护装置工作正常。2系统调试情况及结论2.1调试目的系统调试以互联电网交换功率为标志，是验证整个直流输电系统的总体功能是否达到功能规范书所规定的性能或指标，交、直流联合运行的性能，以及验证电磁环境影响的试验。系统调试的目的为：①全面考核直流输电工程的所有设备及其功能；②验证直流输电系统各项性能指标是否达到合同和技术规范书规定的指标，确保工程投入运行后，设备和系统的安全可靠性；③了解和掌握互联电网的运行性能。2.2调试情况系统调试工作从2005年4月11日开始，6月16日结束，整个系统调试工作分为以下2个阶段：（1）第一阶段从4月10日至4月27日，完成了南瑞控制保护系统下的调试工作，以及部分许继控制保护系统下的调试工作。（2）第二阶段从6月1日至6月16日，完成了许继控制保护系统下的调试工作。在系统调试过程中，对换流变压器、阀、平波电抗器、交流电容器等一次设备和控制保护系统的性能进行了全面的检验，对于发现的问题，调试指挥部每天进行技术分析，及时与制造厂商进行沟通，使问题能够及时得到处理，完善和优化了系统功能。按照工程启动验收委员会批准的调试方案，系统调试项目132项已全部完成。试验项目包括：初始运行方式建立、保护跳闸功能、系统监控功能、电流控制、功率控制、无功控制、电压控制、辅助电源切换、控制脉冲故障、交流线路故障、本地/远端控制转换、功率提升/功率回降等。2.3调试结果（1）功率正送，初始运行试验。内容包括：极起停试验、紧急停运试验、控制系统手动切换、模拟量输入信号检查等。试验结果表明：直流系统的正常起动/停运和紧急停运功能正常，控制系统可互为备用，经检验各种保护的输入/输出信号正常，可建立起正常的初始运行方式。（2）功率正送，保护跳闸试验。内容包括：220kV和330kV侧模拟阀短路保护跳闸等。试验结果表明：阀短路保护跳闸功能可以正常启动，为直流系统的安全运行提供了保证。（3）功率正送，电流控制试验。内容包括：PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.com.cn38杨万开等：灵宝背靠背直流工程换流站和系统调试总结Vol.30No.19电流升/降及停止升降、电流变化过程中控制系统切换、换流变抽头控制、手动改变抽头、电流指令阶跃、电压指令阶跃和关断角指令阶跃、控制模式转换等。试验结果表明：直流系统的联合电流控制功能正常；在上述各项操作、控制模式转换以及电流、电压、关断角指令阶跃下，直流系统能够保持稳定运行。（4）功率正送，功率控制试验。内容包括：联合功率控制方式下极启/停、功率升/降、功率变化过程中控制系统切换、功率指令阶跃、功率控制/联合电流控制转换、潮流反转等。试验结果表明：直流系统的联合功率控制功能正常；在上述各项操作和功率指令阶跃下，直流系统能够保持稳定运行。（5）功率正送，无功功率控制。内容包括：手动投切滤波器、滤波器需求、滤波器替换、无功控制、电压控制。试验结果表明：交流滤波器手动投退正常，各项无功控制和电压控制功能正常。（6）功率正送，扰动试验。内容包括：有效系统电源故障、220kV侧和330kV侧丢失单个脉冲故障和连续丢失多个脉冲故障、模拟主机死机故障、220kV侧和330kV侧阀冷却系统故障起动跳闸、平波电抗器气体检测保护跳闸、模拟直流电流测量回路故障、220kV侧和330kV侧换流变瓦斯继电器保护跳闸、模拟220kV侧晶闸管结温限幅、交流辅助电源切换、直流辅助电源故障等。试验结果表明：在发生上述扰动时，直流输电的控制保护系统正常动作，交、直流电源系统和主机故障时能够进行正常切换。（7）功率反送，初始运行试验。内容包括：极起停试验、紧急停运试验、模拟量输入信号检查等。试验结果表明：功率反送方式下，直流系统的正常起动/停运和紧急停运功能正常，经检验各种保护的输入/输出信号正常，可建立起正常的初始运行方式。（8）功率反送，电流控制试验。试验内容包括：电流升/降及停止升/降、在电流升/降过程中控制系统切换、电流阶跃试验。试验结果表明：功率反送时，直流系统的电流控制功能正常，在上述操作下，直流系统能够保持稳定运行。（9）功率反送，功率控制试验。内容包括：功率控制方式下直流起/停、功率升/降、功率升/降过程中控制系统切换、控制模式转换、电流裕度补偿、潮流反转。试验结果表明：功率反送时，直流系统的功率控制功能正常；在上述各项操作下，直流系统能够保持稳定运行。（10）功率反送，扰动试验。内容包括：逆变侧丢失单次脉冲故障、逆变侧丢失多次脉冲故障、整流侧丢失单次脉冲故障、整流侧丢失多次脉冲故障、220kV侧平抗保护跳闸等。试验结果表明：在上述扰动下，直流控制保护系统动作正确，试验结果正常。（11）功率正送或反送，其他试验。内容包括：检测主机负载利用率、