2 事件记录及故障录波分析

2.1 事故概述

故障前，某特高压直流双极四阀组大地回线方式运行，输送功率4000MW。故障后，极Ⅰ单极大地方式运行，输送功率保持4000MW。11：17：10：576运行人员操作，发出极Ⅱ低端换流器隔离指令，但在11：17：31：795阀组连接线差动保护2段动作“三取二”判断后发出Z闭锁命令，极Ⅱ高端阀组闭锁。由于直流半功率运行，极Ⅰ成功转带极Ⅱ功率，未导致直流功率损失。

事后检查，极Ⅱ高端阀组未发现故障点，此次事件应该是由于控制保护系统缺陷导致的误动事件。

2.2 主要事件记录

事件具体记录如表1所示。

表1 事件记录梳理

2.3 故障录波分析

阀组连接线差动保护的基本原理如下：

报警段：|IDC2P－IDC1N|＞ID_NOM×0.0375，延时2s报警。

跳闸Ⅰ段：

|IDC2P－IDC1N|＞|IDC2P+IDC1N|×0.5×0.1，延时150ms跳闸。

跳闸Ⅱ段：

|IDC2P－IDC1N|＞|IDC2P+IDC1N|×0.5×0.2，延时6ms跳闸。

事件发生期间，保护动作时刻的差动电流和制动电流波形如图3所示。

图3 故障发生时刻差动电流波形图

从故障录波图分析，故障发生时，特高压换流站极Ⅱ阀组连接线差动保护差动电流ICCBDP_DIFF由0瞬间变为3362A，大于差动Ⅱ段制动电流1750A，满足保护动作条件。

从图4看出，当双阀组运行时，差动电流取高端阀组低压侧TA和低端阀组高压侧TA之差;当任一阀组退出后，差动电流取0A，该保护退出运行。

图4 阀组连接线差动电流取样逻辑

3 直流控保软件检查分析

此特高压换流站使用南瑞集团提供的直流控制保护软件，这也是特高压直流工程首次使用南瑞集团的直流控保软件。

保护动作、极Ⅱ高端阀组闭锁后，检查发现该保护逻辑中CONV1_ON=0、CONV2_ON=1（如图5所示），与实际状态不符，正常状态应为CONV1_ON=0、CONV2_ON=O。

图5 阀组运行状态识别逻辑

由此推断，BPD2（P2.WP.Q15）合上后，阀组连接线差动保护仍判该刀闸为分位，误判低端阀组在运行状态（CONV2_ON=1），同时高端阀组处于运行状态（CONV1_ON=1），导致该保护选择IDC2P和IDC1N进行差动电流的计算，此时IDC2P电流为0，IDC1N为运行电流（3362A），造成阀组连接线差动保护动作。

图6 低端阀组旁路刀闸运行状态输入

进一步检查发现软件信号异常如图6所示。正常情况下，赋值模块（即图6中→1←）输出与输入应一致，但图中显示输入信号PWPQ15_OP_IND=0，输出信号BPD2_OPEN_IND=1，输出信号与输入信号不一致。现场检查发现3套极保护中均存在该情况。

经分析，发现导致BPD2分位信号错误的原因是BPD2_OPEN_IND输入信号的底层代码错误，误将BPD2分位信号（PWPQ15_OP_IND）定义为BPD2合位信号（PWPQ15_CL_IND），如图7所示。

图7 信号内部定义错误

根据上述现象分析，故障原因为软件底层代码错误，引起阀组连接线保护差动电流选择错误，导致保护动作。

4 故障处理及建议

1）经检查，此特高压直流阀组连接线差动保护均存在BPD2_OPEN_IND信号与实际状态不符的情况，如现场实际状态为分位，但软件中信号为合位。建议直流控制保护供货厂家开发编译软件自检功能，当信号实际输入与自定义输入出现差异时，软件能够自动报警，确保其余信号无类似问题。

2）经南瑞集团检查确认，现场软件中仅BPD2_OPEN_IND信号存在底层代码错误问题，其他极控、阀控、极保护、阀保护等软件中均无类似错误。建议厂家在编写软件和自行监测过程中切实提高检查力度，同时在出厂试验、现场调试中能够对软件进行全面的试验和检查。