摘要：换流变分接头控制是直流控制系统中的重要组成部分，其目的是为了维持整流器的触发角（或逆变器的关断角）或换流变阀侧绕组空载电压在指定的范围内。通常可分为角度控制和电压控制两大类，一般由极控系统来实现控制。角度控制的优点是换流器在各种运行工况下都能保持较高的功率因素，缺点是分接头动作次数较频繁，因而检修周期较短。本文介绍了换流变分接头的常见故障和处理方法，详细分析了故障原因，剖析了故障的根源并提出解决方案，为换流站的稳定运行提供参考依据，同时为今后换流变分接头的设计、调试提供参考。
关键词：换流站；换流变压器；分接头；档位异常
中图分类号：TM422;TM721.1 文献标识码：A 文章编号
1换流变分接头基本控制原理
在分接头控制过程中，控制角（整流侧为触发角α，逆变侧为熄弧角γ）或直流电压测量值需要与由电压和角度参考值计算器（VARC）计算出的控制角或直流电压参考值进行比较。若控制角或直流电压测量值超过其参考定值的上限或下限，TCC系统将根据实际情况向换流变电子控制系统（ETCS）发出相应指令，以降低或升高换流变分接头的档位，使得控制角或直流电压保持在参考值下。
2换流变分接头典型故障处理分析
2.1典型分接头故障
2.1.1分接头自身问题
当分接头自身存在故障、缺陷或机构卡涩等情况时，若在调节过程中内部受阻导致其动作迟缓或分接头档位调节时间超过延时继电器的定值，则将导致电机电源开关跳开，从而造成分接头动作故障。
2.1.2延时继电器的问题
分接头控制回路、电源回路、分接头本体机械操作结构卡涩等故障或延时继电器设定的延时时间设定不正确，可能导致电机电源小开关提前跳开，使得换流变分接头无法正常动作。
2.1.3板卡测量系统故障
分接头挡位是由分接头变送器将电阻值转化为电流信号传送至控制系统进行换算后得到的，如果相关测量板卡的测量精度受到温度变化、老化等情况影响，将使换流变分接头档位监测出现问题，从而导致分接头动作不正确。
2.1.4 TCC系统软件控制故障
TCC系统软件出现异常错误，可能导致分接头误动或动作异常，因此在分接头出现故障无法手动恢复时，应及时判断是否为软件故障造成的。
2.1.5分接头非电气量保护动作
在分接头档位切换过程中存在自然拉弧现象，将会产生气体，若分接头正常运行时动作过于频繁或在其切换过程中出现故障使电弧无法熄灭都将导致非电气量保护动作，从而使得直流系统停运。此外，由于非电气量保护跳闸接点间的绝缘下降而导致的分接头误动也曾在部分换流站发生。
2.2处理措施及建议
（1）若出现分接头连续异常上升或下降，则很可能是电机控制回路中升档或降档接触器出现故障，造成分接头连续异常动作，需立即到现场断开该分接头电机电源，并采取手动控制方式进行同步。
（2）若故障相分接头与其它相分接头相差2档以上（包括2档），则需手动调节其它相分接头，使其与故障相相差1档后，再对故障相分接头进行处理。
（3）现场检查发现分接头交流电源开关跳开时，应首先观察其控制、电源回路是否存在故障。若分接头控制、电源回路无故障，则对其进行一次试合，同时需到现场观察分接头档位变化；若分接头档位自动升降，则需立即断开该交流开关，并对该相分接头进行进一步检查；若分接头控制、电源回路存在故障，则禁止合上其交流电源开关，应立即对其进行检查后再处理。
（4）加强对机械行程开关（分接头辅助触点）的检查校验，确认分接头档位动作正确，其接点分合正常；分接头控制、电源回路间绝缘良好，无短路风险，降低其故障概率。
3档位异常分析
3.1电阻盘接触不良
当出现电阻盘接触不良时，可能会导致电阻值偏大或是测量回路断开。
由于在软件中设置了上下限制，小于输出电流4 mA时会直接报传感器故障，并保持档位值与之前一致。通过以上报警可判断电阻盘接触不良的异常。由于电阻盘内各电阻安装比较紧密，对触点进行处理时存在误碰的风险，所以需要将对应换流变电子控制设备打至试验状态。
3.2档位变送器异常
2017年11月，某站OWS事件记录发极II Y/D C相换流变分接头档位不一致告警，现场检查发现极II Y/D C相换流变分接头档位在20档，其余相在19档。现场检查极II Y/D C相换流变分接头档位，实际档位与其他相一致为19档，而OWS后台显示档位为20档。登录极II Y/D C相ETCS A系统板卡（运行系统）检查软件中分接头档位值，发现档位测量值TCP为20，比实际值高一档。将极II Y/D C相ETCS A系统切换至备用，B系统切换至值班，档位不一致告警消除，OWS后台显示档位值与就地一致均为19档。登录极II Y/D C相ETCS B系统板卡，发现档位测量值TCP恢复至19档。检查极II Y/D C相A系统PS868板卡及档位变送器，发现变送器输出4-20 mA电流偏大，PS868板卡测量值偏小，最终更换了PS868板卡及档位变送器，更换后极II Y/D C相ETCS A系统档位测量值恢复正常。在更换后需调节档位测量值的最大值和最小值分别对应电流输出的4 mA和20 mA，并且分别将对应的电阻值写入信号处理板（PS830）中。
3.3模拟量采集板异常
2017年09月，某站OWS报极IIY/Y A相换流变“分接头未同步”，现场检查极I Y/D C相换流变分接头在18档，其余换流变均在19档。经过对换流变分接头控制回路及软件逻辑的综合分析，读取模拟量采集板(PS868)输入电流值正常，而后台读取的采样值偏小，可以判定最终确定换流变分接头测量回路的采样板卡故障。由于PS868板内部采用光隔元件，在长时间工作后老化比较明显，对测量会造成影响。
3.4回路升降档继电器故障
2017年08月某站在执行功率升降的过程中，OWS报极IY/D C相换流变“分接头未同步”，现场检查极I Y/D C相换流变分接头在20档，其余换流变均在21档。故障发生后，检查后台档位采样值正常，变送器电流输入值正常。就地进行升降操作发现，换流变分接头升档执行回路中升档接触器故障，导致换流变分接头升档操作无法完成，现场更换升档接触器后故障消除，分接头恢复至21档运行。对旧继电器进行试验发现操作较卡涩，可能会导致滑档出现，即到目标档位后继电器不能复位，造成档位继续下降。滑档会造成换流变三相电流不平衡，差流过大时可能会导致保护动作，影响直流系统的可靠运行。
3.5结论
换流变分接头的档位值虽然采用了A、B双套系统测量，但出现单系统测量异常时，系统没有有效的手段检测是否是测量故障导致异常，还是分接头真实存在滑档、跳档现象。出现异常时A、B套系统并不会自动切换，故障系统继续运行。同时极控系统中的三相换流变的实际档位值是按照三相档位测量值的和取平均来计算。一旦某一相的档位测量值偏差过大时，会直接改变系统中的实际档位值，从而导致系统要求调节三相档位与计算实际档位值一致。这时可能会造成现场的三相挡位不一致，引起三相电流不平衡等严重后果。所以在换流变分接头档位出现异常时，应首先考虑将分接头控制打至手动位置，再通过检查现场各相换流变实际档位，进行分相调节确保三相分接头档位一致后再进行处理。
4结语
针对分接头档位异常常用的检查手段有：
（1）比对现场分接头档位和后台显示档位，判断档位测量回路是否正常；
（2）切换极控制系统，排除测量回路异常对档位控制的影响；
（3）读取后台分接头档位的模拟量采样，确认采样数据正常；
（4）读取变送器输出电流值，确认电阻盘输出正常；
（5）通过就地操作，检查升降档继电器性能正常。
参考文献：
[1]刘天作，王喆.换流变运行分析及改进措施［J］.华中电力，2017，24（4）：57－62
[2]赵伟松.有载调压变压器分接开关故障诊断[J].云南电力技术.2018(4)31-35.
[3]范立明,杨勇,于洋.换流变分接头控制策略与运行分析[J].国网技术学院学报,2018,19(04):7-10.