[00123562]天广直流工程VBE系统改造可行性研究及技术方案研究

天生桥至广州±500kV直流输电工程是南方电网第一个超高压直流输电工程（以下简称天广直流工程）,我国第二条远距离、大功率、超高压直流输电工程。自2000年12月26日投运以来,为西电东送和广东地区的经济发展,做出了重大贡献。 工程的直流额定电压为±500千伏,直流额定电流为1800安培,直流额定功率双极为1800兆瓦,单极为900兆瓦。每极采用12脉动换流器接线,线路全长960公里。随着运行时间的增长,原天广直流工程控制保护系统软、硬件故障逐渐暴露出来,给天广直流工程的运行、维护和安全可靠运行带来了巨大的困难和压力。2009年-2010年,实施了天广直流控制保护改造项目,对直流控制保护及其它部分一二次设备进行了改造,这次改造根据电网发展对天广直流工程的控制保护功能进行了全面优化,以提高天广直流工程运行的可靠性,提升各方面的性能,从而满足天广直流工程的安全运行和维护需求。 在此次控制保护改造项目中,由于各种原因,站内原有的阀基电子设备VBE/TM系统未予改造。由于阀基电子设备VBE对直流系统的安全运行十分重要,且这些设备自投运至今已运行近10年,近年来多次发生VBE故障影响直流系统运行的情况,主要体现为运行中的VBE设备异常或板卡故障。随着运行时间的增长,天广直流工程VBE系统板卡更加老化、备品备件供应缺乏的情况将难以避免。 为此,对天广直流工程VBE系统故障情况进行分析,研究对天广直流工程VBE系统进行改造的可行性和技术方案十分必要,为今后进一步提高天广直流工程的系统运行可靠性和稳定性意义重大。研究获得的成果,将填补国内外同类研究中的空白。本课题成果对高肇直流、兴安直流VBE系统的运行和维护也有重要的现实意义。 本项目通过技术调研、理论分析、试验研究三种方法结合完成相关内容的研究。在国内外直流工程相关研究成果调研的基础上,依托天广直流工程,结合天广直流控制保护改造项目,分析天广直流工程VBE系统存在的薄弱问题。 总结国内外不同厂家的VBE系统实现方案,分析南瑞继保VBE相关设备的研制运行情况。分别就ABB、SIEMENS、AREVA三家厂商的VBE系统实现方案展开研究。 研究天广直流VBE系统改造的可行性。从VBE设备改造、阀控接口改造、TM改造、控制系统软件修改、VBE功能移植、系统维护及技术支持等多个方面论述天广直流VBE系统改造的可行性。 提出天广直流VBE系统整体改造的技术方案,并通过动模试验进行研究。试验内容包括正常触发、EOC信号监视、阀避雷器信号及监视阀漏水信号监视,各项试验结果充分验证了试验方案的有效性。 利用天广直流现场的晶闸管、TE板及触发/回检光纤搭建了仿真试验系统,进行了初步实施方案研究,研究了新VBE系统冗余性,研究了新VBE系统与控制保护系统、TE板、阀漏水监视系统以及阀避雷器监视系统的接口,提出了初步实施方案： 1、从理论上对天广直流VBE系统主要功能及存在问题进行了分析。结合故障案例,分析了超高压公司所辖四条直流尤其重点分析了天广直流自投运以来VBE系统发生的故障情况 2、分析了ABB技术、SIEMENS技术及AREVA技术等三种换流阀技术路线的特点,并比较了其优缺点。 3、分析了天广直流VBE系统改造的可行性。 4、利用天广直流现场的晶闸管、TE板及触发/回检光纤搭建了仿真试验系统,进行了初步实施方案研究,研究了新VBE系统冗余性,研究了新VBE系统与控制保护系统、TE板、阀漏水监视系统以及阀避雷器监视系统的接口,提出了初步实施方案。 项目关键技术与创新点如下： 1、结合天广直流工程实际,研究了VBE系统与控制保护系统、TE板、阀漏水监视系统及阀避雷器监视系统的接口,论证了天广直流VBE系统改造的可行性,提出了改造范围,并就改造的经济性进行分析。 2、通过搭建动模仿真试验系统,模拟真实工况下,VBE与极控、VBE与TE及晶闸管之间的时序配合;利用仿真手段模拟阀避雷器动作、阀漏水监测等状态,提出了改造技术方案。 3、首次提出了完整测试VBE系统与控制保护系统、TE、晶闸管及阀漏水监测等系统接口的试验方案。 本项目研究了天广直流VBE系统进行改造的可行性,提出了天广直流VBE系统整体改造的技术方案,并通过动模试验进行研究。项目紧密结合现场实际,提出的天广直流VBE系统改造的可行性研究及技术方案切实可行,为天广直流下一步开展VBE系统改造工作奠定了坚实的基础。因此,该项目的研究成果对提高天广直流输电系统的可靠性、增强电网的安全稳定性具有重要的意义。