鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施-郑映斌(DOC)
一起发生在直流换流站的换流变分接头档位异常调整分析
LOW CARBON WORLD2020/10能源管理一起发生在直流换流站的换流变分接头档位异常调整分析张文渊(中国南方电网有限责任公司超高压输电公司昆明局,云南昆明650217)【摘要】根据高压直流输电系统的控制保护特性,并结合直流现场实际工况进行分析,初步判断本次换流变分接头异常调整的原因是直流线路遭受雷击,但受限于现场录波数据不齐全,不排除控制系统扰动的可能性。
本次异常分析报告为之后的换流变分接头故障的快速处理提供了技术支撑,会有效减少故障处理的成本,保证“西电东送”大通道畅通。
【关键词】高压直流输电;触发角;换流变分接头;TFR(故障录波)【中图分类号】TM41【文献标识码】A【文章编号】2095-2066(2020)10-0119-020引言高压直流输电系统是高度可控的一个系统,其有效的运行依赖于系统的可控性。
高压直流系统是通过控制整流器和逆变器的触发角和切换换流变档位的方式来控制交流电压和直流功率。
正常运行时,直流系统一般处在固定传输功率的模式下,通过调整换流变档位来控制换流变阀侧的电压,再通过换流阀转换为直流电压,使沿着线路的直流电压接近额定值,使得直流电流达到最小值,线路损耗降到最小。
在正常运行的情况下,当换流变档位出现异常调整时,就表明直流设备或者交、直流电压可能出现了问题,为保证输电通道的安全,就需要立即进行故障排查处置;本文将高压直流输电系统的控制保护特性原理与糯扎渡直流输电工程的设备实际相结合,对此次出现的换流变档位异常情况进行分析,详细梳理了档位异常出现的全过程,探索可能的故障原因,和之后的改进措施,为换流变档位异常故障的快速处理提供了可靠的技术支撑。
1现象描述高压直流换流站极域低端阀组满负荷运行,此时,信号站告警,显示极域低端阀组换流变023B、024B的分接头均由2档降至1档,随后,又由1档回升至2档,故障录波启动。
整个换档过程中直流系统无任何运行操作、无功率调整和滤波器投切,经查故障录波交流场电压无波动,分接头调整前极域低端换流变阀侧电压也无波动。
优化电压偏差的换流站站用变压器分接开关控制方法
配电572第38第4优化电压偏差的换流站站用变压器分接开关控制方法苏丽倩1,陈铁敏1,黄致远1,闫全全1,左威1,曹基南2(1.国网上海市电力公司检修公司,上海 200063;2.国网上海市电力公司青浦供电公司,上海 201700)摘 要:换流站站用变压器的分接开关挡位控制对电压调节起到关键作用。
介绍了某±500 kV 换流站站用变压器有载调压分接开关控制器的运行异常概况,分析了现有控制方法在级电压偏差和最优挡位控制方面的不足,找出了不能将电压偏差缩减至最小的原因。
提出了一种以满足实际误差与调挡需求的偏移量为启动判据,以低压侧线电压的最小误差平方值为目标,寻找最优挡位的控制方法。
最后,结合换流站中压配电母线电压的运行状况,从适应电压波动能力和控制计算复杂度两方面评价了该方法的控制效果。
关键词:站用变压器;分接开关;电压偏差;级电压;最优挡位中图分类号:TM75 文献标志码:A DOI :10.19421/ki.1006-6357.2021.04.012[引文信息]苏丽倩,陈铁敏,黄致远,等.优化电压偏差的换流站站用变压器分接开关控制方法[J ].供用电,2021,38(4):57-63.SU Liqian ,CHEN Tiemin ,HUANG Zhiyuan ,et al .Control method of station transformer tap-changer for converter station based on optimizing voltage deviation [J ].Distribution & Utilization ,2021,38(4):57-63.基金项目:国网上海市电力公司科技项目(52095019001Z)。
Supported by State Grid Shanghai Municipal Electric Power Company(52095019001Z).0 引言在换流站中,站用电是为直流控制保护系统、阀水冷系统、换流变压器冷却与调压系统等提供稳定工作电源的重要辅助系统[1]。
鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施-郑映斌讲解
鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施郑映斌(国网运行分公司惠州超高压管理处,广东惠州516144)0 概述9月23日上午政平站换流变零序保护动作导致单极闭锁,具体情况为一台换流变分接头在上升至26档时分接头马达开关跳开,运行人员手动合上后其档位上升至27~28档时开关再次跳开,运行人员将该换流变分接头控制方式打至“手动”位置,现场再次手动合上分接头马达开关后其档位上升至29档,而其他换流变仍保持在26档位置,导致换流变零序保护动作导致单极闭锁;鉴于换流变分接头不同步相差2档后产生的严重后果,本文再次分析并讨论换流变分接头操作控制原理、二次回路排查、现场实际模拟试验操作和TWS工作站模拟试验,总结鹅城站换流变分接头发生不同步异常处理措施。
1 换流变分接头控制调节和操作简述1.1 换流变分接头控制调节1.1.1 换流变分接头调节目的分接头控制(TCC)的目的是把触发角α,熄弧角γ和直流电压Ud保持在确定好的基准值。
正常运行时,整流站分接头控制是为了把触发角α保持在额定值,而逆变站分接头控制是为了把直流电压Ud保持在额定值。
维持Ud是本站换流变分接头调节的依据,在软件中分析可以得出,分接头调与不调由Ud决定。
1.1.2换流变分接头调节原理从下图1 (TCC Overview)可知道换流变分接头在自动位置时有三种调节方式:⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d r I X UDIO N UD 223cos *35.1*πβ图1 TCC Overview 调节原理图1) 无载控制TCCNOLOAD ,根据UDIO 大小来判断,决定如何调分接头a 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变正常充电后会自动升分接头,具体逻辑为:换流变理想空载直流电压UDIO_NL_INV 为262KV ,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,大于4.5KV 时,就会降分接头,直到其差值小于4.5KV 才停止降;反之,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,小于-4.5KV 时,就会升分接头,直到其差值大于-4.5KV 才停止升;b 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变停止充电后会自动降分接头,具体逻辑为:换流变停止充电后,若分接头的档位不在最小档(即1档),则一直会有DEC_UDIO 指令存在,从而使分接头降至1档。
换流站换流变分接头常见档位异常分析
换流站换流变分接头常见档位异常分析摘要: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。
直流输电工程换流变分接头不一致分析
直流输电工程换流变分接头不一致分析作者:阎乃臣赵强来源:《电子技术与软件工程》2013年第23期摘要:本文介绍了换流变分接头控制的重要性以及针对伊敏换流站换流变分接头不一致,提出分析改进措施,解决常规直流输电工程中换流变分接头不一致问题。
【关键词】换流变分接头控制控制方式分接头不一致1分接头的重要性对于运行的整流器来说,假如换流变压器的变比固定不变,即在没有分接头的状态下,当直流电压和直流电流发生偏移或是运行人员改变直流输送功率以后,由于电流调节器的作用,整流器α角将发生很大的变化。
当α角过大时,整流器所消耗的无功和直流电压中谐波分量将显著增大;而当α角太小时,又将缩小可控制的范围。
因此,可以在换流变压器上加装的分接头来协助电流调节器控制α角,使它接近于正常值15°,通常α角在12.5°-17.5°之间。
2 换流变压器分接头控制换流变压器分接头控制(TCC)是直流控制系统中的一个重要功能模块,其作用是通过对换流变压器分接头的控制使阀侧空载直流电压Udi0 保持在其参考值附近,以保证直流系统能工作在要求的工况下。
此外,分接头控制还用于确保Udi0 低于其最大限值以及保持换流变压器不同相分接头之间的同步。
正常工况下,整流侧与逆变侧都采用维持换流变压器阀侧空载直流电压Udio 恒定方式对换流变压器分接头进行控制。
换流变分接头控制按以下方案调整逆变侧及整流侧换流变压器分接头的位置:(1)手动模式:1.对单相换流变分接头的移动或对所有换流变分接头的同步移动;2.最大换流变阀侧空载直流电压Udi0 的限制。
(2)自动模式:1.空载控制;2.整流侧的分接头用来维持换流变阀侧的正常触发角(α)恒定;3.逆变侧的分接头用于维持换流变阀侧的空载直流电压(Udi0)恒定;4.最大换流变阀侧空载直流电压Udi0 的限制;5.自动分接头同步正常工况下分接头位于自动模式,可以实现自动分接头同步功能,如果分接头位置不一致,在并联换流变之间存在电压差,降低换流变压器的运行效率,所以对并联换流变分接头的调整必须保持一致且同步进行。
鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施-郑映斌
鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施郑映斌(国网运行分公司惠州超高压管理处,广东惠州516144)0 概述9月23日上午政平站换流变零序保护动作导致单极闭锁,具体情况为一台换流变分接头在上升至26档时分接头马达开关跳开,运行人员手动合上后其档位上升至27~28档时开关再次跳开,运行人员将该换流变分接头控制方式打至“手动”位置,现场再次手动合上分接头马达开关后其档位上升至29档,而其他换流变仍保持在26档位置,导致换流变零序保护动作导致单极闭锁;鉴于换流变分接头不同步相差2档后产生的严重后果,本文再次分析并讨论换流变分接头操作控制原理、二次回路排查、现场实际模拟试验操作和TWS工作站模拟试验,总结鹅城站换流变分接头发生不同步异常处理措施。
1 换流变分接头控制调节和操作简述1.1 换流变分接头控制调节1.1.1 换流变分接头调节目的分接头控制(TCC)的目的是把触发角α,熄弧角γ和直流电压Ud保持在确定好的基准值。
正常运行时,整流站分接头控制是为了把触发角α保持在额定值,而逆变站分接头控制是为了把直流电压Ud保持在额定值。
维持Ud是本站换流变分接头调节的依据,在软件中分析可以得出,分接头调与不调由Ud决定。
1.1.2换流变分接头调节原理从下图1 (TCC Overview)可知道换流变分接头在自动位置时有三种调节方式:⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d r I X UDIO N UD 223cos *35.1*πβ图1 TCC Overview 调节原理图1) 无载控制TCCNOLOAD ,根据UDIO 大小来判断,决定如何调分接头a 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变正常充电后会自动升分接头,具体逻辑为:换流变理想空载直流电压UDIO_NL_INV 为262KV ,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,大于4.5KV 时,就会降分接头,直到其差值小于4.5KV 才停止降;反之,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,小于-4.5KV 时,就会升分接头,直到其差值大于-4.5KV 才停止升;b 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变停止充电后会自动降分接头,具体逻辑为:换流变停止充电后,若分接头的档位不在最小档(即1档),则一直会有DEC_UDIO 指令存在,从而使分接头降至1档。
一起换流变充电保护动作故障原因分析及运行建议
( a ) 原 套 管 实 际接 线 图
图 2 交 流 阀 侧 绕 组 接 地 保 护 动 作 时 刻 三 相 电 压 波 形
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( b ) 新 套管 实 、 接 线 圈
图4 原 、 新 套 管 末 屏 实 际 接 线 图
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励 磁 电 流 明 显 小 于 A、 B相 , 传 变 至 阀星 侧 零序 电流较 小 , 但
锁、 立 即跳 换流 变开 关等 。保 护判 据为 阀角 侧 :I
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空直施过境动作2 巍过 动 盘谶 低 f K础 电 雎 动 TNS P 动 作 ^ 角度 岫 作
1 故 障 概 况
1 . 1 工 程 介 绍 天 广 直 流 属 于 中 国 南 方 电 网有 限 责 任 公 司 贵 广 I回 直 流 输 电工 程 , 线路 全 长约9 6 0 k m, 额 定 容 量 1 8 0 0 MW e t ] 。 天 广 直 流 双 极 均 配 备 三 套 相 互 独 立 的
表 1 故障 时主 要s ER 事件 信息 图 1 直流保护 ( 换流器 区) 保护配置 图 l> ( 2 4 . 0 8 k V)。
如 图2 所示 , 从波 形上 来看 , 当 开 始 充 电后 , 极2 换 流 变 C相 阀 星 侧 电 压 正 常 , 但 极2 换 流 变 C相 阀 角侧 电 压 明显 小 于A、 B 两 相, 且 三 相 零 序 电 压 值 达 到 保 护 动 作 定 值 0 . 2 P . U . ( 2 4 . 0 8 k V) , 经1 s 延 时 保 护 发 禁 止
换流站换流变分接开关控制原理及故障浅析
换流站换流变分接开关控制原理及故障浅析发表时间:2018-05-14T09:11:55.203Z 来源:《电力设备》2017年第36期作者:刘浔戴迪陈飞李君饶洪林成川艾亮吴[导读] 同理如果和22号接头连接,电流流向由下而上(见虚线箭头的方向),和一次主线圈L1的电流流向相反,此时一次侧线圈的总匝数可以等效为N=N1-NX,所以随着档位的升高,分接电压E1降低。
(国家湖北省电力有限公司检修公司湖北宜昌 443005) 一分接开关调压原理换流变分接开关主要通过改变交流侧线圈的匝数来保证阀侧电压的稳定,即在交流侧电压波动的情况下相应的改变分接开关的档位来调节换流变一次侧的线圈匝数,改变变比,从而得到稳定的电压输出。
下面将介绍分接开关如何实现这种功能(如图1),20号接头为选择接头,如果与21号接头连接,则电流流向为由上而下(见实线箭头的方向),和一次线圈L1的电流流向一致,由于NX为分接开关的线圈匝数,N1为一次侧主线圈的匝数,此时交流侧线圈的总匝数为N=N1+NX,。
当档位由1档升高到16档时,NX逐渐减小(可以从图1看出),N1+NX逐渐减小,分接电压:E1=N×E2/N2=( N1+NX)E2/N2;E2为阀侧电压,保持不变;N2为阀侧线圈匝数,保持不变,所以分接电压E1降低。
同理如果和22号接头连接,电流流向由下而上(见虚线箭头的方向),和一次主线圈L1的电流流向相反,此时一次侧线圈的总匝数可以等效为N=N1-NX,所以随着档位的升高,分接电压E1降低。
图1 换流变分接开关简化图从上面的分析可以看出,虽然换流变实际上只有16个档位,但是通过20号接头的转接,改变电流的流向,不仅实现了31个档位的调节功能,而且使分接开关得到了大大的简化。
同时采用两组线圈并联,其目的是为了满足线路容量的需要,因为单组线圈并不能满足额定工作时1500MW的功率。
二换流变分接开关控制2.1基本原理换流变分接开关控制通常由TCC系统控制。
换流变分接开关档位异常原因分析及处理
换流变分接开关档位异常原因分析及处理发表时间:2020-12-31T07:54:55.353Z 来源:《福光技术》2020年21期作者:郭冬青[导读] 在某直流换流站调试期间,曾发生过两起由于分接开关位置变送器故障导致分接头不一致的情况:国网山西省电力公司检修分公司摘要:换流变压器均装有有载分接开关是换流变压器重要的组部件,通过其可以实现直流电压较大幅度的分档调节。
为补偿换流变压器交流网侧电压的变化以及触发角运行在适当的范围内,以保证运行的安全性和经济性,要求有载分接开关的调压范围较大,特别是可能采用直流降压模式时,要求的调压范围往往高达 20%~30%;档距较小,通常为 1%~2%,以达到分接调节和换流器触发角控制联合工作时无调节死区和避免频繁往返动作的目的,由此带来的调压频率也要高得多。
一旦换流变压器档位变送器输出档位信号错误,直流控制保护系统无法采集到正确的档位值,此时,控制系统可能因为出现大幅变化从而使保护判据得到满足,动作出口闭锁直流或引起功率回降。
文章介绍了换流变压器有载分接开关位置变送器的工作原理,并针对某换流站换流变压器档位变送器 BCD 码输出信号异常原因进行了分析,最终提出了解决措施和几点建议,旨在为分接开关的运维提供参考和借鉴。
关键词:换流变压器;分接开关;档位变送器;BCD 码1.问题提出在某直流换流站调试期间,曾发生过两起由于分接开关位置变送器故障导致分接头不一致的情况:① 2016 年 7 月 16 日,极Ⅰ低端 YD/C 相换流变分接开关从 11 档调节到 14 档,其他相换流变压器档位为 12 档,后台报“分接开关档位不一致”,换流变分接头 BCD 码故障,信号瞬时清除。
经排查由于位置传送模块中二极管导通特性不良导致三相换流变压器档位不一致,致使有载分接开关调档功能被闭锁。
② 2016 年 8 月 12 日,极Ⅰ高端换流变分接开关从 13 档调节到14 档,极Ⅰ高端 YY/A 为 10 档,其它相换流变为 14 档。
换流变分接头故障分析及排查方法
换流变分接头故障分析及排查方法林泉;朱净松;杨洋【摘要】换流变分接头调节作为高压直流输电系统的重要组成部分之一,对提供理想空载电压、控制触发角在合理范围、减少直流系统无功消耗、保证直流系统安全稳定运行有着重要意义.本文以永富直流输电工程为研究对象,首先介绍了分接头控制硬件回路,包括档位信号回路、动作回路.之后从分接头调档控制逻辑、失步判断、操作失败逻辑三个方面详细分析了分接头控制软件回路,最后结合永仁换流站出现的分接头故障总结出分接头故障排查方法流程图及预防措施.本文研究成果将有助于提高换流站运维人员对换流变分接头的故障处理能力.【期刊名称】《云南电力技术》【年(卷),期】2017(045)006【总页数】4页(P84-87)【关键词】直流输电;换流变分接头;BCD码故障;失步;故障排查【作者】林泉;朱净松;杨洋【作者单位】云南电网有限责任公司楚雄供电局,云南楚雄 675000;云南电网有限责任公司楚雄供电局,云南楚雄 675000;云南电网有限责任公司电力科学研究院,昆明 650011【正文语种】中文【中图分类】TM740 前言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[1]。
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[2]。
根据已投运的直流输电工程运维经验可知,换流变分接头控制出现的问题不少。
如普洱换流站极1低端换流变013B C相档位无法显示偶数档;深圳换流站换流变阀侧电压监视告警及分析[3];直流输电工程换流变分接头不一致问题[4];有载分接头电动机构故障等[5]。
上述问题给换流站的运行造成了很大的影响,甚至影响区域电网的安全稳定,永富直流作为云南电网独立运行的直流工程在调试中也多次出现分接头故障,由此可见,对换流变分接头故障分析及排查方法的研究有着重要意义。
某500kV变电站换流变阀侧电压互感器故障机理分析
在对故障 PT 进行解剖前,先进行了耐压试验、 局放试验、直流电阻测量等一些常规试验。结果为 一次绕组工频耐压试验通过,二次绕组耐压试验未 通过,局放试验未通过,直流电阻测量结果为一次 绕组电阻正常,二次绕组电阻较小,基于以上试验 基本可以判定互感器二次绕组已经损坏,无法再进 行励磁特性试验、准确度试验、抗饱和试验等。
关键词:电压互感器;融冰;静止无功补偿装置;谐波;解剖试验;故障机理 中图分类号:TM451 文献标识码:B 文章编号:1007-3175(2019)04-0035-04
Analysis of PT Failure Mechanism at Transformer Valve
Side of Certain 500 kV Substation
某500 kV变电站换流变阀侧电压互感器故障机理分析
20.5 kV;额定二次电压为 0.1 kV/0.1 kV/0.1 kV; 额定二次输出容量为 50 V A /50 V A /50 V A;准确级 为 0.2(3P)/0.5(3P)/0.5(3P);一次端工频耐压为 65 kV/1 min;二次端工频耐压为 3 kV/1 min。
某500 kV变电站换流变阀侧电压互感器故障机理分析
电工电气 (2019 No.4)
产品与应用
某500 kV变电站换流变阀侧电压互感器故障机理分析
吴继平,郑毅,季斌,章忆萌
(常州博瑞电力自动化设备有限公司, 江苏 常州 213025)
摘 要:某 500 kV 变电站融冰兼静止无功补偿装置 (SVC) 用换流变阀侧电压互感器 (PT) 发生故障, 基于故障 PT 的解剖试验及系统运行情况的仿真数据,对 PT 的故障机理进行了分析,产生原因是由于大 量的谐波及直流偏置分量,导致 PT 二次绕组绝缘损坏过热故障。提出通过加装滤波及直流偏置装置或改 变 PT 的接线方式以及提高 PT 自身的绝缘水平、局部放电水平等措施来抑制故障的发生。
换流变分接头控制原理及档位对应关系分析
换流变分接头控制原理及档位对应关系分析发表时间:2020-12-31T08:33:49.299Z 来源:《福光技术》2020年21期作者:张佳佳[导读] 换流变压器分接头控制,作为一种慢速控制方式,与对触发角控制的快速控制相配合。
国网山西省电力公司检修分公司摘要:作为高压直流输电系统控制的基本手段之一,换流变分接头控制对高压直流输电系统的调控起着非常重要的作用。
介绍了换流变分接头控制功能,说明了 2 种控制方式的基本原理。
总结了调压开关 BCD 码档位在此逻辑下与分接头位置的对应关系,对后续工程有一定的参考意义。
关键词:换流变;分接头控制;BCD 码档位;调压对应关系1.分接头控制方式换流变压器分接头控制,作为一种慢速控制方式,与对触发角控制的快速控制相配合。
其目的是保持整流器的触发角 α( 或逆变器的关断角 γ) 在指定的范围内或者维持阀侧绕组空载直流电压 Udi0 在指定的范围内。
换流变分接头控制属于慢速控制,约 5 ~ 10s 每档。
因此在整个极控系统的协调配合中,由阀组控制改变点火角α 值对扰动进行快速响应。
维持恒定的直流电流,再由换流变分接头控制进行慢速控制.维持整流侧触发角α 值在设定的范围之内。
分接头控制包括两种运行模式,即自动和手动模式,自动模式下,分接头控制分为:定角度控制、理想空载直流电压 (Udi0) 控制,此外还有Udi0 限制、自动重同步等功能,Udi0 限制在手动模式下也有效。
手动控制为一种后备的控制模式。
自动控制模式故障时,自动转为手动模式。
1.1定角度控制通过调节分接头使得触发角 ( 或熄弧角 ) 在一定的范围内。
若系统电压波动造成触发角增大,则当检测到触发角大于触发角参考值加上滞后回线的和时,分接头控制将降低阀侧电压来重新建立 Udi0,使触发角回到合理范围内。
若检测到触发角小于参考值减去滞后回线的差,则分接头控制将增大阀侧电压,直到触发角重新回到正常范围内。
如南网某换流站工程中,分接头定角度控制将整流侧触发角控制在12.5 ~ 17.5。
站用变异常及事故处理预案.doc
站用变异常及事故处理预案.doc所用变异常及事故处理预案所用变有载调压机构故障一、事故现象:(1)调整2号站用变压器有载调压分接头时,分接头档位“连跳”、“突跳”、“无变化”等。
(2)且经检查后,操作员站、计算机室公用测控柜及站用电室站用变分接开关控制器均无异常。
二、处理步骤:(1)将事故情况向调度及工区汇报(2)根据调度命令,将2号站用电负荷倒至由1号站用变供(3)等待检修人员处理(4)将2号站用变退出运行,并在其高、低压两侧分别做好安全措施。
站用变有载开关出现滑档不能紧停一、事故现象:(1)上调2号站用变压器有载调压分接头时,分接头位置连续滑动至最高档位17。
(2)操作员站显示:2号站用变低压侧电压Uab升至410V。
(3)重新调整分接头位置失败。
二、处理步骤:(1)将事故情况向调度及工区汇报。
(2)根据调度命令,将2号站用电负荷倒至由1号站用变供。
(3)将2号站用变退出运行,并在其高、低压两侧分别做好安全措施。
(4)等待检修人员处理。
站用变有载调压开关不能操作的处理一、事故现象:(1)调整2号站用变有载调压分接头时,分接头位置不动。
(2)在计算机室公用测柜将站用变档位变送器远方就地切换把手切至就地位置,然后就地操作,分接头位置不动。
(3)在站用电室就地操作ZYK-8分接开关控制器,分接头位置不动。
处理步骤:(1)将事故情况向调度及工区汇报。
(2)根据调度命令,将2号站用电负荷倒至由0号站用变供。
(3)将2号站用变退出运行,并在其高、低压两侧分别做好安全措施。
(4)等待检修人员处理。
站用变备用电源自投失灵一、事故现象:1) 操作员站预告信号动作2) 操作员站光字信号:1BZT装置故障3) 站用电Ⅰ段母线电压表指示为零二、处理步骤:1) 立即将1BZT把手切至“停用”位置;2) 手动合上母联开关;3) 检查Ⅰ段站用电母线电压恢复正常;4) 检查母线负荷高频开关电源、主变冷却电源等运行正常5) 检查备自投装置故障原因6) 根据检查结果采取相应的处理措施7) 将处理过程向调度及工区汇报。
±800kV直流换流站电气设备接头发热分析及优化建议
±800kV直流换流站电气设备接头发热分析及优化建议史磊;雷战斐【摘要】As an important pan of DC convener station,the joint heating of electrical equipment will seriously affect the safe and stable running of the station.This paper analyzed the five possible causes of joint heating,and put forward ten countermeasures.Through the analysis of the causes of the main DC circuit joint board heating in the Ha-Zheng and the overhead of DC breaker in Fu-Feng 400 kV circuit,it was found that the design of patch panel was too small,and current-carrying density did not meet the requirements.Finally,preventive measures and suggestions were offered on the operation and maintenance of converter station and acceptance of newly built stations.%电气设备是直流换流站内重要的构成部分,其接头发热严重影响换流站的安全稳定运行.分析了接头发热的5种原因,针对5种可能造成接头发热的原因提出10项对策,结合哈郑直流主回路设备接线板的发热及复奉直流400 kV刀闸过热的原因进行计算分析,发现其接线板设计偏小,载流密度不满足要求,并对换流站运维及新建换流站的施工验收工作提出了防范措施和建议.【期刊名称】《电网与清洁能源》【年(卷),期】2017(033)003【总页数】7页(P49-55)【关键词】±800 kV;直流换流站;电气设备;接头发热【作者】史磊;雷战斐【作者单位】国网宁夏电力公司,宁夏银川 750011;国网宁夏电力公司,宁夏银川750011【正文语种】中文【中图分类】TM723哈郑直流输电工程是国家实施“疆电外送”战略的第一个特高压直流输电工程,也是通流能力首个达到5 000 A的特高压直流输电工程,其额定电压为±800 kV,额定输送功率为800万kW,一旦发生极、阀组闭锁,将对2端电网产生严重影响,而一次电气设备接头发热则是影响其安全稳定运行的重要因素[1-2]。
三广直流鹅城换流站换相失败原因分析_吕鹏飞
三广直流鹅城换流站换相失败原因分析吕鹏飞1,王明新1,徐海军2(1.中国电力科学研究院,北京100085; 2.国家电网公司惠州超高压管理处,广东惠州516144)摘要:在简要介绍换相失败基本原理的基础上,根据现场的暂态故障录波图,对三广直流鹅城换流站发生换相失败的原因进行了详细分析。
比较了在A BB直流控制保护系统中采用预测型关断角的前提下,由于交流系统故障和丢失脉冲所引起换相失败的不同后果。
最后提出了一种根据比较故障录波中关断角减小时刻和阀侧三相电流同时过零点时刻先后次序,快速定位换相失败原因的方法,对直流系统的现场运行具有一定的帮助和指导意义。
关键词:直流输电; 丢失脉冲; 换相失败; 预测型关断角; 暂态故障录波中图分类号:TM711 文献标识码:B 文章编号:1003-4897(2005)18-0075-040 引言换相失败是高压直流(HVDC)输电系统最常见的故障之一,它将导致逆变器直流侧短路,使直流电压为零、直流电流增大、直流系统输送功率减少,若换相失败后控制不当,还会引发后继的换相失败,最终导致换流阀寿命缩短、换流变压器直流偏磁及逆变侧弱交流系统过电压等不良后果[1,2]。
三峡-广东直流输电工程北起湖北荆州江陵换流站,南至广东惠州鹅城换流站,全长约960km。
本工程主要为解决三峡水电站向广东的电力输送以及实现华中与华南电网的非同步连接,其中控制保护系统采用ABB公司的m ach2系统[3]。
三广直流自投运以来,鹅城换流站分别于2004年6月25日和6月27日发生两次换相失败。
其中6月25日仅为极1发生换相失败,6月27日为双极均发生换相失败。
由鹅城换流站提供的现场暂态故障录波(Transi e nt Fault Recoder)可以看出,6月27日发生双极换相失败的原因是由于交流电压A、B、C三相均发生明显的畸变所导致。
而6月25日极1发生的换相失败由TFR看不出交流电压有任何畸变,发生原因不明,此后,鹅城站多次发生类似6月25日的换相失败,因此本文将分析重点放在6月25日极1发生的换相失败上。
换流变压器分接开关控制及典型故障分析
换流变压器分接开关控制及典型故障分析石丹丹;宗凡琪;杨韦国【摘要】换流变压器分接开关可以维持阀侧直流电压恒定,补偿电压波动,实现直流输电系统降压运行,在直流输电系统中至关重要.分接开关的档位调节是否正确,直接关系电网的安全稳定运行.介绍±800 kV沂南换流站分接开关控制原理,针对网侧采用分层接入技术的分接开关控制原理进行重点分析.结合分接开关调试期间典型故障,对故障类型及处理过程进行分析,为今后分接开关的故障处理提供参考.【期刊名称】《山东电力技术》【年(卷),期】2019(046)002【总页数】5页(P14-18)【关键词】直流输电工程;分接开关;分层接入;故障处理【作者】石丹丹;宗凡琪;杨韦国【作者单位】国网山东省电力公司检修公司,山东济南250118;国网山东省电力公司检修公司,山东济南250118;国网山东省电力公司检修公司,山东济南250118【正文语种】中文【中图分类】TM410 引言±800 kV沂南换流站电压等级高,输送功率大,该工程是山东省内首座特高压直流输电工程,也是首个与500 kV变电站及调相机站合建的三站合一工程。
换流变压器作为换流站内重要设备,承担着交直流系统隔离,传送电力的重要任务,并将换流变压器网侧交流电压和换流桥直流侧电压控制在符合两侧的额定电压和容许的电压偏差范围内,其分接开关的可靠动作对直流系统稳定运行至关重要。
换流变压器分接开关在切换分接头时不需要将换流变压器从电网中退出,即可以带负载切换[1]。
±800 kV沂南换流站网侧采用分层接入技术,高端换流变压器采用ABB技术,接入500 kV电压等级交流系统,阻抗为20%,分接头级差1.25%;低端换流变压器采用西门子技术,接入1 000 kV电压等级交流系统,阻抗为20%,分接头级差0.65%。
沂南换流站高低端换流变压器均有31个档位,高端换流变压器额定档位为26档(可调范围+21~-9档),低端换流变压器额定档位为22档(可调范围+25~-5档)。
换流变压器有载分接开关控制系统分析和改进研究
换流变压器有载分接开关控制系统分析和改进研究周海滨;梁晨;黄泽杰;冯家伟【摘要】换流变较普通交流变压器有载分接开关操作频率高,随着调压次数的增多,操作不良和故障率也相应增加.结合典型的换流变有载分接开关档位不一致故障,分析有载分接开关档位不一致的主要原因为继电器剩磁,并提出增大继电器恢复时间、对继电器进行去磁处理的改进建议,运行经验表明提出的措施可有效减少有载分接开关滑档出现的概率,提高可靠性.%Compared with ordinary AC transformer,the converter transformer has a higher operation frequency of the on-load tap changer (OLTC).As voltage regulation is made more frequently,poor operation and fault rate will increase.Under considerationof the typical fault of gear-position inconsistency of OLTC,this paper points out that residual magnetism of the relay is the main cause of such inconsistency of this model,and makes an improvement suggestion for extension of the recovery time of the relay and demagnetization of the relay.Operational experience shows that the proposed suggestion can reduce the probability of running-through fault of OLTC and improve its reliability.【期刊名称】《电气自动化》【年(卷),期】2017(039)004【总页数】4页(P95-97,114)【关键词】有载分接开关;档位不一致;滑档;继电器;剩磁【作者】周海滨;梁晨;黄泽杰;冯家伟【作者单位】南方电网超高压输电公司检修试验中心,广东广州510663;南方电网超高压输电公司检修试验中心,广东广州510663;华南理工大学电力学院,广东广州510640;华南理工大学电力学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TM411+.1有载分接开关是换流变压器完成调压的核心部件,对保证电力系统电压稳定性起到重要的作用 [1-3]。
500kV常规直流换流站运行方式分析及对策
1) 直流保护动作或手动顺控操作转换过程 中,若顺控操作停留在某一步,应查明保护动作或 异常原因,严禁随意改变直流场接线方式,防止运 行极直流闭锁。
直流系 统 满 负 荷 运 行 时,其 直 流 系 统 电 流 达 3 000 A,换流变正常运行时其短引线充电保护应 退出,否则若其对应 TA 测量值达到 1 000 A 以上, 将会导致短引线充电保护动作,闭锁相应直流系 统。例如,2004 年 4 月 27 日 12 时 32 分,某站接 到国调 “投入 5081,5082 开关间短引线保护” 指 令后,操作投 入 5081,5082 开 关 间 短 引 线 保 护, 5081,5082 开关间 2 套短引线保护动作,5081 开 关跳开,对应线路停运,其它设备无异常。保护动 作原因为直流系统满负荷运行,该线路转运行瞬时 电流增大,电流达到 1 120 A,超过保护动作 值, 保护动作。 2. 7 融冰模式
2) 当前 双 极 3 000 MW 全 压 大 地 回 线 运 行, 极Ⅰ直流线路上闪络放电严重,国调下令极Ⅰ 直 流系统降压至 350 kV 运行,若直接操作将极Ⅰ直
流系统电压下降至 350 kV 运行,将导致极Ⅱ 暂时 1 950 MW 过负荷运行。应先将双极功率降至 2 550 MW,再操作将极Ⅰ直流系统电压下降至 350 kV 运 行,双极平衡功能自动使极Ⅰ为 1 050 MW 和极Ⅱ 为 1 500 MW 运行。
单极大地回线多用于直流海底电缆输电系统, 用一个直流高压极线与大地构成回路,只能以大地 回线方式运行,其流过接地极电流为线路电流。
两起典型换流变分接开关档位调节不一致原因分析及防范措施
两起典型换流变分接开关档位调节不一致原因分析及防范措施摘要:换流变是工业生产中重要的电力设备,在变压器的电压转换工作中起到重要作用。
而随着电力网络的发展,对换流变的性能以及可靠性要求越来越高。
本文就换流变中的分接开关档位调节不一致的原因进行了分析,并提出了相应的防范措施。
关键词:换流变;分接开关;档位调节;不一致;防范措施Abstract:Converter transformer is an important electrical equipment inindustrial production, which plays an important role in the voltage conversion of transformers. With the development of power grid, therequirements for the performance and reliability of converter transformers are becoming higher and higher. In this paper, the reasons for the inconsistent adjustment of the tap changer positions in the converter transformer are analyzed, and corresponding preventive measures are proposed.Keywords: converter transformer; tap changer; positionadjustment; inconsistency; preventive measures一、引言换流变作为重要的电力设备,广泛应用于电力系统中,对于保证电力系统的稳定性和安全性有着至关重要的作用。
分接开关是换流变中必不可少的部分,可以用来调节变比和调整电压。
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鹅城换流站换流变分接头调节原理及异常情况处理措施郑映斌(国网运行分公司惠州超高压管理处,广东惠州516144)0 概述9月23日上午政平站换流变零序保护动作导致单极闭锁,具体情况为一台换流变分接头在上升至26档时分接头马达开关跳开,运行人员手动合上后其档位上升至27~28档时开关再次跳开,运行人员将该换流变分接头控制方式打至“手动”位置,现场再次手动合上分接头马达开关后其档位上升至29档,而其他换流变仍保持在26档位置,导致换流变零序保护动作导致单极闭锁;鉴于换流变分接头不同步相差2档后产生的严重后果,本文再次分析并讨论换流变分接头操作控制原理、二次回路排查、现场实际模拟试验操作和TWS工作站模拟试验,总结鹅城站换流变分接头发生不同步异常处理措施。
1 换流变分接头控制调节和操作简述1.1 换流变分接头控制调节1.1.1 换流变分接头调节目的分接头控制(TCC)的目的是把触发角α,熄弧角γ和直流电压Ud保持在确定好的基准值。
正常运行时,整流站分接头控制是为了把触发角α保持在额定值,而逆变站分接头控制是为了把直流电压Ud保持在额定值。
维持Ud是本站换流变分接头调节的依据,在软件中分析可以得出,分接头调与不调由Ud决定。
1.1.2换流变分接头调节原理从下图1 (TCC Overview)可知道换流变分接头在自动位置时有三种调节方式:⎪⎭⎫ ⎝⎛+=d r I X UDIO N UD 223cos *35.1*πβ图1 TCC Overview 调节原理图1) 无载控制TCCNOLOAD ,根据UDIO 大小来判断,决定如何调分接头a 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变正常充电后会自动升分接头,具体逻辑为:换流变理想空载直流电压UDIO_NL_INV 为262KV ,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,大于4.5KV 时,就会降分接头,直到其差值小于4.5KV 才停止降;反之,当实际运行时所计算的UDIO 减去262KV ,小于-4.5KV 时,就会升分接头,直到其差值大于-4.5KV 才停止升;b 、 在系统没有负荷的情况下(包括做OLT 试验),当换流变停止充电后会自动降分接头,具体逻辑为:换流变停止充电后,若分接头的档位不在最小档(即1档),则一直会有DEC_UDIO 指令存在,从而使分接头降至1档。
2) 电压控制TCCVOLT ,根据UD 大小来判断,决定如何调分接头当本站实测极母线对极中性母线的线电压减去UD 参考值,大于6KV 时就会降分接头,发DECVOLT (降低电压)指令,直到其差值小于6KV 后才会停止降分接头;当UD 参考值减去本站实测的极母线对极中性母线的线电压,大于6KV 时就会升分接头,发INCVOLT (增加电压)指令,直到其差值小于6KV 后才会停止升分接头。
其UD 计算公式为:d r I X SCALE TC UAC UD 26cos *_**3932.1πβ+=(1.1)其中2N 为每极中的6脉动换流器数,本站2N 为2,UDIO 为换流变阀侧空载直流电压,2r X 为每相的换相电抗,β为本站的触发角,d I为直流电流平均值,结合上面UDIO 的计算公式,可以得出UD 的计算公式可以转为:(1.2)(UD 参考值为对站江陵站前一周期极母线出口电压与直流线路电压降的压差)3) 角度控制TCCANGLE ,逆变站根据GAMMA 角大小来判断,决定如何调节分接头 本站正常为逆变站,定角度控制开放。
若GAMMAREFLIM (整定值︒17)减去实测的GAMMA 角,大于2.5度,就会发INCANGLE 指令,从而升分接头;若实测的GAMMA 角减去GAMMAREFLIM (整定值︒17),大于2.5度,就会发DECANGLE 指令,从而降分接头。
1.1.3换流变分接头控制回路1)首先是由ETCS 柜内的PS853板卡根据控制系统指令发出升降分接头信号,如下图2中+B20.X10的1U 和2U 分别为升降档位的端子,1L 为公共端。
图2 ETCS 柜内PS853控制信号图2)然后经冷却器控制柜接线端子与外部分接头操作机构箱接线转接,如下图3,其公共端comm(X3:4)、升档raise(X3:5)和降档lower(X3:6)端子。
图3 冷却器控制柜接线端子示意图3)换流变分接头在操作机构箱控制回路如下图4所示,其中升降接线端子公共端为comm (X3:4)、升档raise(X3:5)、降档lower(X3:6)。
单步闭锁图4 OLTC机构箱控制回路图1.1.4 换流变分接头电源回路换流变分接头马达电源电源回路图如右图5所示,该回路直接作用于分接头电机,若接触器触点一直吸合,或此回路出现短路,直流电机将持续运作,直到系统达到最高(最低)档位。
图5 OLTC马达电源回路图从以上换流变分接头操作机构的控制和操作回路来看,分接头马达每调1档就会自动停止,为什么会出现连续调节的现象?假如排除接触器、单步闭锁继电器、极限开关等元件损坏的可能性,就要考虑升或降档接触器与分接开关的时间参数。
分析如下:升或降档接触器采用中间继电器,每次通断的间隔时间为加,而分接开关每调节1档的间隔时间所需时间为6S左右,两者配合,没有时间裕度。
一旦产生误差,也就是说,当升或降档接触器间隔时间由于种种原因变得稍大或当分接开关变换时间稍小时,分接开关调节1档后,升或降档接触器不能可靠地切断电机电源回路。
相反,由于升或降档接触器来不及断开,其接点仍处于闭合状态,分接头马达由于带电继续工作,进行下1档操作。
就这样,一直转到最后1档。
简言之,是由于接触器与分接开关配合时没有足够的时间裕度,使得控制回路不能可靠地完成其功能,造成分接开关连续调节。
1.2 分接头升降操作简述实际验证鹅城换流站换流变分接头升降操作,得出以下结论:就地操作和远方操作均为单步操作,操作完毕一次后,系统控制信号必须复位一次,才能进行下一档的操作,若控制回路出现异常,不会导致分接头持续上升或下降。
2 分接头动作异常情况分析验证主要针对换流变分接头电源回路和控制回路异常进行模拟分析如下:2.1 模拟分接头电源回路短路或接触器触点不返回情况当升档(或降档)继电器触点未返回时,换流变分接头会持续升(降)档,持续1分钟后,时间继电器动作跳开分接头马达电源开关。
在备用换流变上验证过程:1)持续按住升档继电器接点,分接头连续升10档半(时间继电器定值为1分钟)后跳开分接头马达电源开关;2)分接头马达电源开关跳开后,松开升档继电器触点,时间继电器仍保持励磁状态(该状态持续一段时间后会导致时间继电器烧坏);3)在此状态下,试合分接头马达电源开关失败,因为时间继电器会立即跳电源开关;4)在端子排上断开分接头控制回路电源,使时间继电器失磁,然后恢复控制电源,在1分钟内必须合上分接头马达电源,使未完成的11档操作到位,至此分接头控制回路恢复正常,否则超过一分钟,时间继电器将再次发出跳电源开关指令,电源开关仍旧无法合上。
注意事项:操作箱内升降接触器持续吸合就会导致分接头连续动作,后果严重,需要重点控制。
2.2 模拟分接头就地控制把手短路导致一直存在升(或降)操作将分接头操作箱的就地控制把手打至升(或降)的位置一直不复位,也只能升一档(或降一档)。
若想继续升(降)档位,需将把手复位,且上一档位操作到位后,再将把手打至升(降)位置,才能再次操作一档。
注意事项:由于分接头操作回路设计有单步闭锁功能,如外部指令持续存在或外部回路短接,不会导致分接头档位连续升降。
2.3 模拟分接头控制系统故障,持续发出升(降)操作鉴于单步闭锁功能存在,本站控制系统发出升(降)分接头指令的脉冲若一直持续,分接头也只能升一档(或降一档),除非远方指令复归,且上一档位操作到位后再次发出升(降)分接头指令脉冲,才能再次操作一档。
由此可知,正常的远方操作或就地操作,不可能导致分接头档位连续升降。
我站曾出现降档继电器触点卡住的情况,当时并未持续降分接头,只是因其触点闭锁升分接头控制回路,从而导致无法升分接头。
此种情况只是触点半卡住导致降档不成功分接头差一档,否则会持续降分接头档位。
3 分接头异常情况应急处置分析根据我站换流变分接头控制回路设计原理,当控制系统故障持续发升(降)分接头指令,或就地手动升(降)分接头把手常按不复位,并不会造成分接头档位持续升(降)。
不论远方控制或手动控制,分接头的调节都是步进的(step by step)。
只有当分接头机构箱内继电器及触点故障,或继电器和触点的接线因故短接时,才可能出现档位连续升(降)。
操作一档的时间约为6s,连续操作三档造成极闭锁的时间不超过20s,当控制方式在远方时,人力无法阻止其发生。
当控制方式在就地时,可立即断开分接头马达电源开关。
4 直流电压实例分析4.1 直流电压自动调节分析2009-8-28 13:08,极I直流线路故障测距启动,测距距本站206.5kM,杆塔号T1848,极Ⅰ转为350kV降压运行,其事件记录如下:故障时间事件点组事件记录2009.08.28 13:08:12:781P01 Line Fault Locator Line Fault Indication Other Station, Pole 1 2009.08.28 13:08:12:781 P01 Line Fault Locator Distance to Line Fault Calculated, 206.5 km 2009.08.28 13:08:13:187 Pole Order Red. Voltage From Other Station 2009.08.28 13:08:13:194 Reference Calculator Reduced DC Voltage2009.08.28 13:08:24:355 Converter Transformer All Tap Changers Stepped To Position28 2009.08.28 13:08:36:556 Converter Transformer All Tap Changers Stepped To Position 1 其故障录波图如下:γ从17°增到到70°,UDL瞬降至0kV图6:极I直流线路故障自动降压350kV录波图其控制原理图如下:图7:极I直流线路故障自动降压350kV控制原理图从以上的故障录波图和直流电压UD控制原理可以看出,极I直流线路故障,极I直流线路保护动作,最终直流线路转为350kV降压再启动成功,其控制策略是极I 控制系统通过快速(16ms)增大γ70°,将直流电压瞬降至0kV,通过150ms的去游离时间后,减少γ至28°,直流电压建立不起来,第1次全压再启动不成功;接着通过增大γ至40°,将直流电压降下来,再通过200ms的去游离时间后,减少γ至28°,第2次全压再启动不成功;接着通过增大γ至65°,将直流电压降下来,再通过200ms的去游离时间后,减少γ至28°,第3次降压再启动成功,极Ⅰ转为350kV降压运行后,极I换流变分接头才开始调节,从29档调节到1档,整个调节过程需要192.2s,以保持极I直流系统的γ为28°和直流电压为350kV左右。