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8 防止直流换流站设备损坏和单双极强迫停运事故

admin 2018-11-20 国网十八项反措-2018 979号文件 422 ℃ 0 评论

为防止直流换流站设备损坏和单双极强迫停运事故 ,应严格执行《高压直流换流阀技术规范》(Q/GDW 491-2010)、《高压直流输电换流阀冷却系统技术规范》(Q/GDW1527-2015)、《高压直流输电控制保护系统技术规范》(Q/GDW10548-2016)、《高压直流系统保护装置标准化技术规范》(Q/GDW 11355-2014)、《智能变电站继电保护技术规范》(Q/GDW 441-2010)、《关于印发国家电网公司防止直流换流站单、双极强迫停运二十一项反事故措施的通知》(国家电网生〔2011〕961号)、《国调中心、国网运检部关于印发国家电网公司直流控制保护软件运行管理实施细则的通知》(调继〔2017〕106号)等标准及相关规程规定,结合近6年生产运行情况和典型事故案例,提出以下重点要求:
8.1 防止换流阀损坏事故
8.1.1 设计制造阶段
8.1.1.1 加强换流阀及阀控系统设计、制造、安装、投运的全过程管理,明确专责人员及其职责。
8.1.1.2 对于换流阀及阀控系统,应进行赴厂监造和验收。监造验收工作结束后,赴厂人员应提交监造报告,并作为设备原始资料分别交建设和运行单位存档。
8.1.1.3 单阀冗余晶闸管级数应不小于12个月运行周期内损坏晶闸管级数期望值的2.5倍,且不少于2~3个晶闸管级。
8.1.1.4 换流阀应采用阻燃材料,并消除火灾在换流阀内蔓延的可能性。阀厅应安装响应时间快、灵敏度高的火情早期检测报警装置。阀厅发生火灾后火灾报警系统应能及时停运直流系统,并自动停运阀厅空调通风系统。
8.1.1.5 换流阀冷却控制保护系统至少应双重化配置,并具备完善的自检和防误动措施。作用于跳闸的内冷水传感器应按照三套独立冗余配置,每个系统的内冷水保护对传感器采集量按照“三取二”原则出口。控制保护装置及各传感器应由两套电源同时供电,任一电源失电不影响控制保护及传感器的稳定运行。当保护检测到严重泄漏、主水流量过低或者进阀水温过高时,应自动停运直流系统以防止换流阀损坏。
8.1.1.6 内冷水系统主泵切换延时引起的流量变化应满足换流阀对内冷水系统最小流量的要求。
8.1.1.7 对于外风冷系统,设计阶段应充分考虑环境温度、安装位置等因素的影响,保证具备足够的冷却裕度。
8.1.1.8 阀控系统应双重化配置,并具有完善的晶闸管触发、保护和监视功能,能准确反映晶闸管、光纤、阀控系统板卡的故障位置和故障信息。除光发射板、光接收板和背板外,两套阀控系统不应共用元件,当其中一套系统异常时不应影响直流系统正常运行。阀控系统应全程参与直流控制保护系统联调试验。当直流控制系统接收到阀控系统的跳闸命令后,应先进行系统切换。
8.1.1.9 同一极(或阀组)相互备用的两台内冷水主泵电源应取自不同母线。外水冷系统喷淋泵、冷却风扇的两路电源应取自不同母线,且相互独立,不应有共用元件。禁止将外风冷系统的全部风扇电源设计在一条母线上。
8.1.1.10 外水冷系统缓冲水池应配置两套水位监测装置,并设置高低水位报警。
8.1.1.11 外风冷系统风扇电机、外水冷系统冷却塔风扇电机及其接线盒应采取防潮、防锈措施。
8.1.1.12 寒冷地区阀外冷系统应考虑采取保温、加热措施,避免在直流停运期间管道冻结。
8.1.1.13 阀厅设计应根据当地历史气候记录,适当提高阀厅屋顶的设计与施工标准,防止大风掀翻屋顶,保证阀厅的防雨、防尘性能。
8.1.1.14 阀厅屋顶及室内巡视通道设计应考虑可靠的安全措施,避免人员跌落。
8.1.1.15 阀厅应配置冗余且容量足够的空调系统,阀厅温度、湿度、微正压应满足换流阀的环境要求。
8.1.2 基建阶段
8.1.2.1 换流阀安装期间,阀塔内部各水管接头应用力矩扳手紧固,并做好标记。换流阀及阀冷系统安装完毕后应进行冷却水管道压力试验。
8.1.2.2 内冷水系统管道不允许在现场切割焊接。现场安装前及水冷分系统试验后,应充分清洗直至换流阀冷却水满足水质要求。
8.1.3 运行阶段
8.1.3.1 运行期间应记录和分析阀控系统的报警信息,掌握晶闸管、光纤、板卡的运行状况。当单阀内再损坏一个
晶闸管即跳闸时,或者短时内发生多个晶闸管连续损坏时,应及时申请停运直流系统,避免发生强迫停运。
8.1.3.2 运行期间应定期对换流阀设备进行红外测温,必要时进行紫外检测,出现过热、弧光等问题时应密切跟踪,必要时申请停运直流系统处理。若发现火情,应立即停运直流系统,采取灭火措施,避免事故扩大。
8.1.3.3 检修期间应对内冷水系统水管进行检查,发现水管接头松动、磨损、渗漏等异常要及时分析处理。
8.1.3.4 换流阀运行15年后,每3年应随机抽取部分晶闸管进行全面检测和状态评估。
8.2 防止换流变压器(油浸式平波电抗器)损坏事故8.2.1 设计制造阶段
8.2.1.1 换流变压器及油浸式平波电抗器阀侧套管不宜采用充油套管。换流变压器及油浸式平波电抗器穿墙套管的封堵应使用阻燃、非导磁材料。换流变压器及油浸式平波电抗器阀侧套管类新产品应充分论证,并严格通过试验考核后再在直流工程中使用。
8.2.1.2 换流变压器及油浸式平波电抗器应配置带胶囊的储油柜,储油柜容积应不小于本体油量的10%。
8.2.1.3 换流变压器回路电流互感器、电压互感器二次绕组应满足保护冗余配置的要求。换流变压器非电量保护跳闸触点应满足非电量保护三重化配置的要求,按照“三取二”原则出口。
8.2.1.4 换流变压器及油浸式平波电抗器非电量保护继电器及表计应安装防雨罩。换流变压器有载分接开关不应配置浮球式的油流继电器。
8.2.1.5 换流变压器有载分接开关仅配置了油流或速动压力继电器一种的,应投跳闸;同时配置了油流和速动压力继电器的,油流继电器应投跳闸,速动压力继电器应投报警。
8.2.1.6 换流变压器和油浸式平波电抗器非电量保护跳闸动作后,不应启动断路器失灵保护。
8.2.1.7 换流变压器和油浸式平波电抗器非电量保护跳闸触点和模拟量采样不应经中间元件转接,应直接接入直流控制保护系统或非电量保护屏。
8.2.1.8 换流变压器保护应采用三重化或双重化配置。采用三重化配置的换流变压器保护按“三取二”逻辑出口,采用双重化配置的换流变压器保护,每套保护装置中应采用“启动+动作”逻辑。
8.2.1.9 采用SF6气体绝缘的换流变压器及油浸式平波电抗器套管、穿墙套管、直流分压器等应配置SF6密度继电器,密度继电器的跳闸触点应不少于三对,并按“三取二”逻辑出口。
8.2.1.10 换流变压器及油浸式平波电抗器内部故障跳闸后,应自动停运冷却器潜油泵。
8.2.1.11 应确保换流变压器及油浸式平波电抗器就地控制柜的温度、湿度满足电子元器件对工作环境的要求。
8.2.1.12 换流变压器及油浸式平波电抗器应配置成熟可靠的在线监测装置,并将在线监测信息送至后台集中分析。
8.2.2 基建阶段
8.2.2.1 换流变压器铁心及夹件引出线采用不同标识,并引出至运行中便于测量的位置。
8.2.3 运行阶段
8.2.3.1 运行期间,换流变压器及油浸式平波电抗器的重瓦斯保护以及换流变压器有载分接开关油流保护应投跳闸。
8.2.3.2 当换流变压器及油浸式平波电抗器在线监测装置报警、轻瓦斯报警或出现异常工况时,应立即进行油色谱分析并缩短油色谱分析周期,跟踪监测变化趋势,查明原因及时处理。
8.2.3.3 应定期对换流变压器及油浸式平波电抗器本体及套管油位进行监视。若油位有异常变动,应结合红外测温、渗油等情况及时判断处理。
8.2.3.4 应定期对换流变压器及油浸式平波电抗器套管进行红外测温,并进行横向比较,确认有无异常。

8.2.3.5 当换流变压器有载分接开关挡位不一致时应暂停直流功率调整,并检查挡位不一致的原因,采取相应措施进行处理。


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8.2.3.6 换流变压器及油浸式平波电抗器投运前应检查套管末屏接地是否良好。
8.2.3.7 检修期间,应对换流变压器(油浸式平波电抗器)气体继电器和油流继电器接线盒按照每年1/3的比例进行轮流开盖检查,对气体继电器和油流继电器轮流校验。
8.3 防止站用电系统失电事故
8.3.1 设计阶段
8.3.1.1 换流站的站用电源设计应至少配置三路独立、可靠电源,其中一路电源应取自站内变压器或直降变压器,一路取自站外电源,另一路根据实际情况确定。
8.3.1.2 站用电系统10kV母线和400V母线均应配置备用电源自动投切功能。
8.3.1.3 10kV及400V备自投、阀外冷系统电源切换装置的动作时间应逐级配合,保证不因站用电源切换导致单、双极闭锁。
8.3.1.4 低压直流电源系统应至少采用三台充电、浮充电装置,两组蓄电池组、三条直流配电母线(直流A、B和C母线)的供电方式。A、B两条直流母线为电源双重化配置的设备提供工作电源,C母线为电源非双重化的设备提供工作电源。双重化配置的二次设备的信号电源应相互独立,分别取自直流母线A段或者B段。
8.3.2 基建阶段
8.3.2.1 站用电系统及阀冷却系统应在系统调试前完成各级站用电源切换、定值检定、内冷水主泵切换试验。
8.3.3 运行阶段
8.3.3.1 应加强站用电系统保护定值以及备自投定值管理。
8.4 防止外绝缘闪络事故
8.4.1 设计阶段
8.4.1.1 应充分考虑当地污秽等级及环境污染发展情况,并结合直流设备易积污的特点,参考当地长期运行经验来设计直流场设备外绝缘强度,设备外绝缘应按污区等级要求的上限配置。

8.4.1.2 对于新电压等级的直流工程,应通过绝缘配合计算合理选择避雷器参数。
8.4.1.3 直流设备外绝缘设计时应考虑足够的裕度,避免运行中因天气恶劣发生闪络放电。
8.4.2 运行阶段
8.4.2.1 应密切跟踪换流站周围污染源及污秽等级的变化情况,及时采取措施使设备爬电比距与污秽等级相适应。
8.4.2.2 每年应对已喷涂防污闪涂料的直流场设备绝缘子进行憎水性检查,及时对破损或失效的涂层进行重新喷涂。若绝缘子的憎水性下降到3级,宜考虑重新喷涂。
8.4.2.3 应定期对直流场设备进行红外测温,建立红外图谱档案,进行纵、横向温差比较,便于及时发现隐患并处理。
8.4.2.4 恶劣天气下应加强设备的巡视,检查跟踪设备放电情况。发现设备出现异常放电后,及时汇报,必要时申请降压运行或停电处理。
8.4.2.5 应使用中性清洗剂定期对直流分压器复合绝缘子表面进行清洗。
8.4.2.6 恶劣天气条件下若发现交流滤波器断路器有放电现象,应向调度申请暂停功率调整,减少交流滤波器断路器分/合操作。
8.5 防止直流控制保护设备事故
8.5.1 设计制造阶段
8.5.1.1 直流控制保护系统应至少采用完全双重化或三重化配置,每套控制保护装置应配置独立的软、硬件,包括专用电源、主机、输入输出回路和控制保护软件等。直流控制保护系统的结构设计应避免因单一元件的故障而引起直流控制保护误动或跳闸。
8.5.1.2 直流保护应采用分区设置,各区域交界面应相互重叠,防止出现保护死区。每一区域均应配置主、后备保护。
8.5.1.3 采用双重化配置的直流保护(含换流变保护及交流滤波器保护),每套保护应采用“启动+动作”逻辑,启动和动作元件及回路应完全独立。采用三重化配置的直流保护(含换流变压器保护),每套保护测量回路应独立,应按“三取二”逻辑出口,任一“三取二”模块故障也不应导致保护误动和拒动。电子式电流互感器的远端模块至保护装置的回路应独立,纯光纤式电流互感器测量光纤及电磁式电流互感器二次绕组至保护装置的回路应独立。
8.5.1.4 直流控制保护系统应具备完善、全面的自检功能,自检到主机、板卡、总线、测量等故障时应根据故障级别进行报警、系统切换、退出运行、停运直流系统等操作,且给出准确的故障信息。直流保护系统检测到测量异常时应可靠退出相关保护功能,测量恢复正常后应确保保护出口复归再投入相关保护功能,防止保护不正确动作。
8.5.1.5 每套控制保护系统应采用两路电源同时供电,两路电源应分别取自不同(独立供电)的直流母线。
8.5.1.6 直流保护系统各保护的配置、算法、定值、测量回路、端子及压板等应按照直流保护标准化的要求设计。
直流控制系统与直流保护、安全稳定控制系统的接口应采用数字化接口,直流控制系统与阀控、阀冷系统的接口宜采用数字化接口。
8.5.1.7 直流控制保护系统的参数应由成套设计单位通过系统仿真计算给出建议值,经过二次设备联调试验验证。成套设计单位应定期根据电网结构变化情况对控制保护系统参数的适应性进行校核。
8.5.1.8 光电流互感器二次回路应简洁、可靠,光电流互感器输出的数字量信号宜直接输入直流控制保护系统,避免经多级数模、模数转化后接入。
8.5.1.9 电流互感器的选型配置及二次绕组的数量应能够满足直流控制、保护及相关继电保护装置的要求。相互冗余的控制、保护系统的二次回路应完全独立,不应共用回路。
8.5.1.10 所有跳闸回路上的触点均应采用动合触点。
跳闸回路出口继电器及用于保护判据的信号继电器动作电压应在额定直流电源电压55%~70%范围内,动作功率不宜低于5W。
8.5.1.11 处于备用状态的直流控制保护系统中存在保出口信号时不应切换到运行状态,避免异常信号误动作出口跳闸。
8.5.1.12 直流分压器应具有二次回路防雷功能,可采取在保护间隙回路中串联压敏电阻、二次信号电缆屏蔽层接地等措施,防止雷击时放电间隙动作导致直流停运。
8.5.1.13 直流极(阀组)退出运行时,不应影响在运极(阀组)的正常运行。
8.5.1.14 在设计保护程序时应避免使用断路器和隔离开关辅助触点位置状态量作为选择计算方法和定值的判据,应使用能反映运行方式特征且不易受外界影响的模拟量作为判据。若必须采用断路器和隔离开关辅助触点作为判据时,断路器和隔离开关应配置足够数量的辅助触点,确保每套控制保护系统采用独立的辅助触点。
8.5.1.15 直流线路保护应考虑另一极线路故障及再启动的影响,避免另一极线路故障引起本极线路保护误动作。
8.5.2 基建阶段
8.5.2.1 直流控制保护软件的入网管理、现场调试管理和运行管理应严格遵守相关规定,严禁未经批准随意修改直流控制保护软件程序和定值,防止因误修改导致直流停运。
8.5.2.2 直流控制保护系统应具备防网络风暴功能,并通过二次设备联调试验验证,避免出现网络风暴时直流控制保护系统多台主机故障导致直流系统停运。
8.5.2.3 直流控制保护系统的安装、调试应在控制室、继电器小室土建工作完成、环境条件满足要求后进行,严禁土建施工与设备安装同时进行。
8.5.3 运行阶段
8.5.3.1 现场应控制直流控制保护系统运行环境,监视主机板卡的运行温度、清洁度,运行条件较差的控制保护设备可加装小室、空调或空气净化器。
8.5.3.2 应加强换流站直流控制保护系统软件管理,直流控制保护系统的软件修改须进行厂内试验,履行软件修改审批手续,经主管部门同意后方可执行。8.5.3.3 直流控制保护系统故障处理完毕后,应检查并确认无报警、无跳闸出口后方可投入运行。
8.5.3.4 应定期开展直流控制保护系统主机板卡故障率统计分析,对突出的问题要及时联系生产厂家分析处理。
8.5.3.5 应定期开展直流控制保护系统可靠性评价分析,建立运行与设计的良性反馈机制。
8.6 防止直流双极强迫停运事故

8.6.1 设计阶段
8.6.1.1 应加强单极中性线、双极中性线区域设备设计选型,适当提高设备绝缘设计裕度,选择高可靠性产品,防止该区域设备故障导致直流双极强迫停运。
8.6.1.2 除双极中性线区域设备外,换流站两个极不应有共用设备,避免共用设备故障导致直流双极强迫停运。
8.6.1.3 不同直流输电系统不应共用接地极线路及线路杆塔,不宜采用共用接地极方式,以防一点故障导致多个直流输电系统同时双极强迫停运。
8.6.1.4 应按照差异化设计原则,提高接地极线路和杆塔设计标准,采取特殊措施提高防风偏、防雷击、防覆冰、防冰闪及防舞动能力。
8.6.1.5 加强接地极极址地上设备安全防护,周围应设置围墙,并安装防盗窃、防破坏的技防物防措施。
8.6.1.6 直流控制保护系统应优先采用将双极控制保护功能分散到单极控制保护设备中的模式,以降低直流双极强迫停运风险。
8.6.1.7 站内SCADA系统LAN网设计应采取简洁的网络拓扑结构,避免物理环网过多,造成网络瘫痪进而导致直流双极强迫停运。
8.6.1.8 换流站站用电的保护系统应相互独立,不应共用元件,防止共用元件故障导致站用电全停。
8.6.1.9 最后断路器保护设计应可靠,应避免仅通过断路器辅助接点位置作为最后断路器跳闸的判断依据,防止接点误动导致直流双极强迫停运。
8.6.1.10 交流滤波器设计应避免一组交流滤波器跳闸后引起其他交流滤波器过负荷保护动作,切除全部交流滤波器。
8.6.2 运行阶段
8.6.2.1 应加强对中性线设备的状态检测和评估,每年进行必要试验,及时对绝缘状况劣化的设备进行更换。
8.6.2.2 应加强直流控制保护系统安全防护管理,防止感染病毒。
8.6.2.3 应及时优化调整交流滤波器运行方式,将不同类型的小组滤波器分散投入不同大组下运行,避免集中在一个大组下运行时保护动作切除全部滤波器。
8.6.2.4 应开展接地极设备运维和状态检测,至少每季度检测1次温升、电流分布和水位,每6年测量1次接地电阻,每5年或必要时进行局部开挖以检查接地体腐蚀情况,针对发现的问题要及时进行处理。

本文标签:十八项电网 重大反事故措施(修订版),

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