直流输电换流站选相合闸装置调试方法

1范围本标准规定了直流输电换流站交流滤波场选相合闸的调试项目及验收。本标准适用于直流输电换流站中交流滤波场断路器选相合闸的调试。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。Q/GDW1105-2015800kV高压交流断路器技术规范GB/T7261继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T24833-20181100kV高压交流断路器Q/GDW1284-20141000kV交流输电工程系统调试规程GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准DL/T1129直流换流站二次电气设备交接试验规程Q/GDW275±800kV直流系统电气设备交接验收试验Q/GDW293±800kV直流换流站设计技术规定3术语和定义下列术语和定义适用于本文件，为了便于使用，以下重复列出了GB/T24833-20181100kV高压交流断路器、GB/T24833-20181100kV高压交流断路器、Q/GDW1284-20141000kV交流输电工程系统调试规程中的某些术语和定义。3.1选相合闸技术phaseselectionandclosingtechnology控制断路器动、静触头在系统电压波形的指定相角处分合，让电力设备在对自身和系统冲击最小的情况下投切入电网的技术。3.2合闸时间closingtime处于分闸位置的断路器，从合闸回路带电时刻到所有极的出游都接触时刻的时间间隔。3.3预击穿时间pre-arcingtime合闸操作期间，第一极出线电流时刻，对于三相条件，到所有挤出头接触时刻的时间间隔；对于单相条件，到起弧极的触头接触时刻的时间间隔。1Q/HDSBDXXXXX—XXXX3.4系统调试systemcommissioning新设备及线路在完成施工安装并通过分系统试验检验合格后，针对设备和系统进行的一系列试验和测试，以确保新系统具备投运条件。4选相合闸原理断路器选相合闸装置实时采集交流滤波器母线电压，随机接收来自于测控的三相合闸命令。装置在接收到合闸命令后判断出电压过零点，经过一定延时后发出合闸命令，使断路器触头在指定的过零点处合闸，保证合闸所引起的暂态过电流最小。合闸时序示意图见图1。图1选相合闸装置典型接线图见图2：选相合闸装置合闸时序示意图图252选相合闸装置典型接线图调试技术方法Q/HDSBDXXXXX—XXXX5.1断路器特性试验在进行整组试验前，应进行断路器特性试验。连续进行五次分合闸操作，分别记录每一次合闸时间（高压交流断路器机械合闸时间为50ms-75ms，离散值≤1ms），作为选相合闸装置定值整定的依据，相关试验技术要求应符合表1及产品技术规范书的要求，记录表如表2所示。表1项目断路器特性试验技术要求技术要求≤20ms≤100ms≤50ms≤50ms分闸时间合闸时间全断开时间分合时间表2次数12345断路器合闸时间记录表合闸时间/msA相B相C相5.25.2.1选相合闸调试上电前检查外观检查5.2.1.1选相合闸装置上电前外观检查项目应包含但不限于：a）装置型号、额定参数及接线等与设计相符；b）装置的各部件固定，装置外形端正，无明显损坏及变形现象；c）保护屏柜端子排和装置的端子排连接可靠，且标号清晰正确；d）装置内、外部清洁无积尘；e）检查装置上的每一块可插拔插件，确保插入到位、没有螺丝松动；f）选相合闸装置外壳可靠接地；g）切换把手、按钮等正常操作。5.2.1.2二次回路绝缘检查从保护屏柜的端子排处将所有外部引入的回路及电缆全部断开，分别将电流、电压、直流控制、信3Q/HDSBDXXXXX—XXXX号回路的所有端子各自对应连接在一起，用500V兆欧表测量绝缘电阻，各回路对地及回路之间阻值应大于10MΩ。5.2.1.3电源检查电源检查步骤包括：a)b)根据设计图纸，逐段检查外部电源接线；测量直流电源电压，依据选相合闸装置使用说明书，判断电压是否在选相合闸装置工作电压允许范围内。5.2.25.2.2.1上电后检查检查程序版本上电后检查并记录选相合闸装置程序版本号。5.2.2.2LED指示灯检查检查装置上各LED指示灯是否正常。5.2.2.3交流采样试验交流采样试验包括：a）零漂检查：装置不输入交流电流、电压量，观察装置在一段时间内的零漂值满足装置技术条件1

的规定)。b）各电流、电压输入的幅值和相位精度检验：按照装置技术说明书规定的试验方法，分别输入不同幅值和相位的电流、电压量，观察装置的采样值满足装置技术条件的规定。5.2.2.4开入量检查开入量检查包括：a）在保护屏柜端子排处，按照装置技术说明书规定的试验方法，对所有引入端子排的开关量输入回路依次加入激励量，观察装置的行为。b）按照装置技术说明书所规定的试验方法，转动把手，观察装置的行为。5.2.2.5输出接点及输出信号检查在装置屏柜端子排处，按照装置技术说明书规定的试验方法，依次观察装置所有输出触点及输出信号的通断状态。5.2.3选相合闸装置试验性能测试不带断路器进行选相合闸装置性能测试，使用录波器采集选相合闸同步控制器发出的合闸命令，通过软件模拟断路器合闸，测试三相合闸点是否在电压过零点，以检验选相合闸装置自身性能。录波器外接笔记本实现参数输入和仪器运行控制，试验接线见图3。1)参照技术说明书或相关技术规范。4Q/HDSBDXXXXX—XXXX图3选相合闸装置合闸特性测试接线图试验步骤如下：a）按图3所示连接试验接线。b）输入试验参数。c）开始合闸运行试验。d）试验结束后，调出录波波形（见图4），检查断路器各相触头合闸时刻是否满足要求。图4选相合闸测试录波5.3整组试验5.3.1试验条件试验前需满足如下条件：a）试验前，应确认断路器一次设备安装完成，就地/远方能够正确切换；b）断路器特性试验已完成，试验结果正确；c）选相分合闸装置安装完成，外接电源已接入，装置能够正常开启；d）与选相分合闸相关二次回路检查正确；e）确认录波器技术参数符合现场试验要求。5.3.2仪器设备2

试验需准备但不限于以下仪器设备：2)海外工程项目涉及的所有仪器设备，如涉及认证，应符合当地要求。5Q/HDSBDXXXXX—XXXXa）录波器或选相合闸测试仪；b）三相继保测试仪；c）试验线若干；d）拖线盘；e）万用表；f）对讲机；g）高空接线钳；h）其他。5.3.3参数设定T1：断路器固有合闸时间，指断路器在接收到合闸指令后到动静触头接触时间，根据断路器厂家出厂报告并结合现场试验数据确定。T2：考虑断路器合闸离散性及其他影响因素的补偿时间T3：断路器预击穿时间，由断路器厂家提供。5.3.45.3.4.1现场试验方法有选相合闸测试仪选相合闸测试仪按图5中虚线所示接线。图5选相合闸装置试验接线图试验步骤如下：a)按图5虚线所示连接试验线；b)按5.3.3选相合闸装置现场参数整定方法，设定选相合闸装置T1、T2、T3等参数；c)开始选相合闸测试；6Q/HDSBDXXXXX—XXXXd)调出录波波形如图5所示，当在电压过零点合闸时，电流基本是以正弦波的形式出现，畸变率低，调整时标检查断路器各相触头合闸时刻是否满足要求（判断标准：合闸瞬间电流出现时刻距离电压过零点时刻≤1ms）。如果合闸点不满足要求，则电流会出现很大的暂态分量，首个周期的幅值会远大于电流状态下e)的幅值，（波形参考附录D）调整定值，重复试验，直到录波波形正确；f)试验结束，整理试验仪表。图6电压过零点合闸波形5.3.4.2未配置选相合闸测试仪如果现场未配置选相合闸测试仪，按图6中虚线所示接线。图7选相合闸装置试验接线图试验步骤如下：a)按5.3.3选相合闸装置现场参数整定方法，设定选相合闸装置T1、T2、T3等参数。b)按图6完成试验接线。1)电流(TA)就地端子箱断开至TA本体回路的二次连片。7Q/HDSBDXXXXX—XXXX2)使用试验线将继保测试仪三相电压输出信号Ua、Ub、Uc及三相电流输出信号Ia、Ib、Ic分别接入录波器的电压电流端子。3)将断路器一次上桩头与TA就地端子箱对应电流回路端子相连，下桩头短接并与Ia’、Ib’、Ic’相连并接地，实现断路器一次回路与电流回路的串接。在继保测试仪上按照选相合闸装置的参数，设置电压、电流幅值及相位；启动继保测试仪，输出相应的正序电压及电流信号至选相合闸装置和录波器。检查待试验断路器均在分闸位置。在站内自动化后台下发手动合闸指令。在三相断路器均显示合位时，调取录波器的波形数据；根据各相电流起始点与对应相断路器电压过零点之间的时间差来判定选相合闸装置控制效果是否满足要求，（合格标准：依据国际大电网会议（CIGRE）要求及特高压工程的惯例，考虑到断路器机构动作的离散型，其误差应小于1ms为合格。此方案施加电压、电流量均为二次小信号，未在开关上施加高电压，无法模拟实际开关合闸过程中介质的动态特性及预计穿特性，该方法电流出现时刻与开关触头接触时间基本吻合，可以认为各相的理想合闸时刻均比正常合闸时滞后了T2+T3时刻，因此，与理想合闸时刻的时间差在[-1ms+T2+T3,1ms+T2+T3]内则判定选相合闸装置控制性能满足要求）若不符合要求则根据波形分别调整T2、T3时间直至满足要求。试验结束，恢复接线。安全控制c)d)e)f)g)5.3.5选相合闸试验过程的安全风险及控制措施见附录A，应按照现行国家、行业和企业标准执行，并应符合GB50150、GB/T7261、DL/T1129、Q/GDW275、Q/GDW293的规定。5.3.6质量控制选相合闸试验记录表见附录B，在各角度下的电压波形应拍照留存，并编入调试报告中。试验应按照现行国家、行业和企业标准的有关规定执行，并应符合GB50150、GB/T7261、DL/T1129、Q/GDW275、Q/GDW293的规定。66.1验收资料检查系统调试前，应对调试方案进行查验，调试方案大纲参见附录C。检查选相合闸试验报告，报告格式见附录D。6.2系统调试系统调试阶段，应实际带电分合断路器，读取录波波形，检查波形是否正确（断路器合闸点与电压过零点间隔1ms以内）。8Q/HDSBDXXXXX—XXXX附录A（规范性附录）安全控制卡选相合闸试验安全控制卡作业区域：工作时间：_____年_____月_____日_____时—_____年_____月_____日_____时工作负责人：___________安全监护人：___________监理员：___________工作班成员__________________________________________________________序号12控制项目安全交底设备检查控制内容1、试验前进行站班交底，明确工作内容及试验范围；2、由工作负责人指定安全监护人员进行监护。1、工器具完好，机械强度、绝缘性能满足试验要求。1、临时接地线可靠接地；3试验接线2、试验回路做好误动、误碰措施；3、整体试验接线正确无误；4、待试设备无短路、漏电、串电的情况。1、工作区域悬挂安全围绳；4安全警示2、悬挂调试警示牌；3、确认相关安全措施已落实好。1、在回路上工作时，应使用有绝缘柄的工具，不得裸露金属部分；2、远离带电体，防止电击；3、使用测量仪表前，对仪表及相关档位进行核对无误；4、拆、接线前应用万用表测量检查，每拆一根二次线时，裸露的线5风险控制头要立即用绝缘胶布单独包扎；5、电缆沟盖板尚未铺设完，操作时防掉入电缆沟，造成人身伤害。6、试验人员充分了解试验仪器及被试设备性能，试验仪器接地应可靠接至主网，不得采用搭接。按照试验方案进行操作、不能误动、误碰不相关的运行设备，不能超范围工作。试验完毕后应进行充分放电，拆除接地线，并专人检查确认1、设备整理检查，无遗漏；2、试验电源接线拆除，箱门关闭，不遗留杂物、误动内部接线。6离场检查3、临时接地线全部拆除；4、警示围绳、警示牌整理回收。5、场地卫生清理完毕。注：落实情况由安全监护人签署。落实情况9Q/HDSBDXXXXX—XXXXAA附录B（规范性附录）质量控制卡选相合闸试验质量控制卡装置编号外观检查通讯检查开入量检查开出量检查合闸经过选相合闸装置合闸不经过选相合闸装置整定时间/系统调试带电合闸波形试验人员：日期：A相合闸整定时间B相合闸整定时间C相合闸整定时间10Q/HDSBDXXXXX—XXXXB附录C（资料性附录）调试方案大纲一、工程概况二、编制依据三、调试准备工作（一）人员机构组成（二）资料准备包括施工图纸、设计说明、设备出厂报告、产品安装使用说明、产品技术规范书、应急预案。（三）检测设备（四）现场准备1.硬件包括设备型号、规格的复核检查、现场人员的安全防护工具、通讯工具、防护措施等。2.软件包括调试表格、调试仪表的合格证明和精度要求、调试时间和进度计划等。四、选相合闸调试（一）单体调试1.断路器特性试验2.选相合闸装置调试（二）整组试验1.使用选相合闸测试仪进行整组试验2.使用录波器进行整组试验11Q/HDSBDXXXXX—XXXXB附录D（资料性附录）电压未过零点合闸录波图电压过零点合闸录波图12Q/HDSBDXXXXX—XXXX附录E（资料性附录）西安西开电气550kV气体绝缘金属封闭开关设备技术规范书PCS-9830选相合闸装置说明13Q/HDSBDXXXXX—XXXX附录F（资料性附录）选相合闸检验报告样式厂站名称：校验时间：一、上电前检查项目装置外形端正，无明显损坏及变形现象二次铭牌正确，字迹清晰装置型号、额定参数及接线等是否与设计相符选相合闸装置外壳是否可靠接地装置的各部件固定是否良好，屏柜端子排和装置的端子排是否连接可靠且标号清晰正确装置内、外部是否清洁无积尘装置上的每一块可插拔插件是否插入到位并且没有螺丝松动切换把手、按钮等是否能够正常操作结果装置型号：检验性质：二、交流采样校验（a）交流电流采样二次加入量Ia二次显示值（单位：A）结论IbIc00.5135（b）交流电压采样二次加入量Ua二次显示值（单位：V）结论UbUc05103070三、定值整定A相合闸时间定值B相合闸时间C相合闸时间四、开入检查14Q/HDSBDXXXXX—XXXX序号1234567891011五、开出检查序号1234567六、波形验证整组试验波形如下：A相名称断路器合闸断路器分闸遥信1遥信2遥信3遥信4遥信5结论开入量合闸命令分闸命令A相合闸位置B相合闸位置C相合闸位置A相分闸位置B相分闸位置C相分闸位置开入1开入2开入3结论B相C相七、使用仪表15Q/HDSBDXXXXX—XXXX名称型号编号八、遗留问题:_______________九、结论：__________________审核：试验人员：试验日期：16_________________________________