專利名稱：一種換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高壓直流輸電(HVDC)領(lǐng)域，涉及一種換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖 保護(hù)與控制方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在高壓直流輸電中，換流站極控系統(tǒng)、換流閥閥基電子設(shè)備及晶閘管級(jí)門極單 元構(gòu)成換流閥的整個(gè)二次監(jiān)控系統(tǒng)。門極單元監(jiān)控一級(jí)晶閘管，并實(shí)時(shí)上報(bào)閥基電子設(shè) 備本晶間管級(jí)的運(yùn)行狀態(tài)。閥基電子設(shè)備匯總所有門極單元信息，綜合判斷后上報(bào)極控 系統(tǒng)。同時(shí)閥基電子設(shè)備接收極控系統(tǒng)命令向門極單元發(fā)送控制命令。CCP與VBE之間傳輸命令采用串行編碼傳輸。且VBE數(shù)據(jù)處理通道采用雙冗 余設(shè)計(jì)。VBE的兩個(gè)數(shù)據(jù)處理通道對(duì)自身進(jìn)行實(shí)時(shí)、全面的監(jiān)測(cè)，包括VBE與控制保護(hù) 系統(tǒng)(CCP)的通信、VBE與門級(jí)單元的通信、本通道內(nèi)各電子元件的狀態(tài)等。若某條通 道發(fā)現(xiàn)本通道故障，則向CCP內(nèi)的切換單元輸出開關(guān)量信號(hào)“通道切換請(qǐng)求”，切換至 另一通道。若另一通道也出現(xiàn)故障時(shí)，則發(fā)送“跳閘請(qǐng)求”信號(hào)。圖1說明了 VBE與 CCP之間的通道切換與跳閘請(qǐng)求接口關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性以及安全性高、用于實(shí)現(xiàn)對(duì)換流閥 閥基電子設(shè)備丟脈沖實(shí)施有效的保護(hù)控制策略。本發(fā)明提出了閥基電子設(shè)備對(duì)于觸發(fā)時(shí) 序丟脈沖一種安全的保護(hù)策略，提出了一種創(chuàng)新的丟脈沖處理流程，解決了因丟脈沖而 造成HVDC換流閥過電壓、過電流等安全隱患。本發(fā)明的一種換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控制方法，包括以下步驟(1)閥基電子設(shè)備VBE檢測(cè)通道故障原因，在VBE運(yùn)行時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)處理通道對(duì) 自身進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，包括VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)的通信、VBE與門級(jí)單元GU的通信和本 通道內(nèi)各電子元件的狀態(tài)，VBE內(nèi)部添加檢校位來(lái)驗(yàn)證通道故障是否由丟脈沖引起；若 不是，則閥基電子設(shè)備VBE向控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail;若是，則 繼續(xù)接收由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送的觸發(fā)脈沖，不發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail，閥基電 子設(shè)備VBE繼續(xù)控制換流閥進(jìn)行工作；(2)若閥基電子設(shè)備VBE連續(xù)丟失4個(gè)周期由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送的觸發(fā)脈 沖時(shí)，則閥基電子設(shè)備VBE向控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail。本發(fā)明還提出了一種使用上述控制方法的換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控 制系統(tǒng)，閥基電子設(shè)備VBE與外部的接口包括與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP的接口、與門級(jí)單 元GU的接口，與冷卻系統(tǒng)泄露監(jiān)測(cè)器的接口以及與電源的接口；閥基電子設(shè)備VBE與 控制保護(hù)系統(tǒng)之間采用光纜和光纖連接，且光信號(hào)與電纜信號(hào)全部采用光電隔離措施進(jìn) 行隔離；其中閥基電子設(shè)備VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP的接口包括通道選擇，由控制保 護(hù)系統(tǒng)CCP輸出給閥基電子設(shè)備VBE，用以選擇VBE的主通道和從通道；閥基電子設(shè)備VBE閉鎖，由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP輸出給閥基電子設(shè)備VBE，用以解鎖或者閉鎖閥基電子 設(shè)備VBE;通道監(jiān)測(cè)，由閥基電子設(shè)備VBE輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，回報(bào)通道選擇信 息；閥基電子設(shè)備VBE切換請(qǐng)求，由閥基電子設(shè)備VBE輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，主從 系統(tǒng)需要切換時(shí)，閥基電子設(shè)備VBE輸出此信號(hào)；跳閘請(qǐng)求，閥基電子設(shè)備VBE輸出給 控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，當(dāng)閥基電子設(shè)備VBE檢測(cè)到異常時(shí)，輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP;同 時(shí)閥基電子設(shè)備VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP接口還包括了控制保護(hù)系統(tǒng)CCP向閥基電子設(shè) 備VBE發(fā)送熱字與觸發(fā)字的接口關(guān)系。本發(fā)明的有益效果是1、本發(fā)明的方法及系統(tǒng)解決了原有處理策略的安全隱患。2、本發(fā)明的方法及系統(tǒng)只需改動(dòng)VBE編/解碼單元的內(nèi)部程序，修改方式簡(jiǎn) 單，節(jié)約了成本。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。圖1示出了依據(jù)本發(fā)明的方法及系統(tǒng)的VBE與CCP之間的接口關(guān)系。圖2示出了本發(fā)明的方法及系統(tǒng)VBE在丟脈沖后處理方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式當(dāng)控制保護(hù)系統(tǒng)(CCP)丟失某一個(gè)或者多個(gè)閥的觸發(fā)脈沖時(shí)，VBE與CCP的 接口裝置給VBE發(fā)送的脈沖只有3個(gè)或者更少的觸發(fā)脈沖串行觸發(fā)字。這就是丟脈沖現(xiàn)象。VBE原有的對(duì)丟脈沖現(xiàn)象的處理策略是快速切換系統(tǒng)，即檢測(cè)到丟失觸發(fā)脈沖 時(shí)，VBE即向CCP發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)。在一個(gè)周波(20ms)內(nèi)，12橋臂的每一個(gè) 晶閘管級(jí)的導(dǎo)通角度為30度，導(dǎo)通時(shí)間約為1.67ms。VBE收到只有三個(gè)觸發(fā)脈沖的串 行觸發(fā)字后會(huì)立即檢測(cè)到觸發(fā)字不正確，并向CCP發(fā)送通道切換請(qǐng)求(VBEFail)信號(hào)， 通道切換將在6-7ms內(nèi)完成，若系統(tǒng)正常，則切換成功，VBE主通道切換到從通道。若 從系統(tǒng)繼續(xù)丟失脈沖或者其他故障導(dǎo)致也不可用時(shí)，則VBE向CCP發(fā)出跳閘請(qǐng)求(VBE Trip)信號(hào)。在通道切換的6-7ms時(shí)間內(nèi)，理應(yīng)導(dǎo)通四個(gè)閥，而其他閥則沒有在正確的導(dǎo) 通角度接收到觸發(fā)脈沖。正常觸發(fā)情況下，士660kV直流輸電換流閥直流電壓峰值為士660kV，直流電 流約為1.67kA，在非正常情況下丟脈沖后直流正向峰值電壓約為998kV、負(fù)向峰值電壓 為-700kV，峰值電流約為6.5kA。解決這種現(xiàn)象則可以運(yùn)用圖2的處理方式。若在VBE檢測(cè)到丟失觸發(fā)脈沖時(shí)仍 將按接收到的觸發(fā)字控制換流閥，而不發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)，不做任何的處理。圖2 示出了 VBE在丟脈沖后處理方法的流程圖。在直流控制保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出的觸發(fā)字中出現(xiàn)連 續(xù)丟失單個(gè)閥的觸發(fā)脈沖時(shí)，若該現(xiàn)象持續(xù)時(shí)間為小于80ms (4個(gè)周波)，則VBE接收丟 失單個(gè)閥觸發(fā)脈沖的觸發(fā)字，繼續(xù)控制換流閥；若持續(xù)時(shí)間達(dá)到80ms，則VBE發(fā)出切換 系統(tǒng)請(qǐng)求(Fail)信號(hào)。這種方式處理丟脈沖后，則直流峰值電壓、電流均符合要求，且 方法簡(jiǎn)單，只需改變VBE的內(nèi)部控制方法，節(jié)約成本。
此處已經(jīng)根據(jù)特定的示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員 來(lái)說在不脫離本發(fā)明的范圍下進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶鎿Q或修改將是顯而易見的。示例性的實(shí)施 例僅僅是例證性的，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求定 義。
權(quán)利要求
1.一種換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控制方法，其特征在于包括以下步驟(1)閥基電子設(shè)備VBE檢測(cè)通道故障原因，在VBE運(yùn)行時(shí)兩個(gè)數(shù)據(jù)處理通道對(duì)自身 進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，包括VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)的通信、VBE與門級(jí)單元GU的通信和本通 道內(nèi)各電子元件的狀態(tài)，VBE內(nèi)部添加檢校位來(lái)驗(yàn)證通道故障是否由丟脈沖引起；若不 是，則閥基電子設(shè)備VBE向控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail;若是，則繼 續(xù)接收由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送的觸發(fā)脈沖，不發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail，閥基電子 設(shè)備VBE繼續(xù)控制換流閥進(jìn)行工作；(2)若閥基電子設(shè)備VBE連續(xù)丟失4個(gè)周期由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送的觸發(fā)脈沖 時(shí)，則閥基電子設(shè)備VBE向控制保護(hù)系統(tǒng)CCP發(fā)送系統(tǒng)切換請(qǐng)求信號(hào)Fail。
2.一種使用權(quán)利要求1所述控制方法的換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控制系統(tǒng)， 其特征在于閥基電子設(shè)備VBE與外部的接口包括與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP的接口、與門級(jí)單元 GU的接口，與冷卻系統(tǒng)泄露監(jiān)測(cè)器的接口以及與電源的接口；閥基電子設(shè)備VBE與控 制保護(hù)系統(tǒng)之間采用光纜和光纖連接，且光信號(hào)與電纜信號(hào)全部采用光電隔離措施進(jìn)行 隔離；其中閥基電子設(shè)備VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP的接口包括通道選擇，由控制保護(hù) 系統(tǒng)CCP輸出給閥基電子設(shè)備VBE，用以選擇VBE的主通道和從通道；閥基電子設(shè)備 VBE閉鎖，由控制保護(hù)系統(tǒng)CCP輸出給閥基電子設(shè)備VBE，用以解鎖或者閉鎖閥基電子 設(shè)備VBE;通道監(jiān)測(cè)，由閥基電子設(shè)備VBE輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，回報(bào)通道選擇信 息；閥基電子設(shè)備VBE切換請(qǐng)求，由閥基電子設(shè)備VBE輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，主從 系統(tǒng)需要切換時(shí)，閥基電子設(shè)備VBE輸出此信號(hào)；跳閘請(qǐng)求，閥基電子設(shè)備VBE輸出給 控制保護(hù)系統(tǒng)CCP，當(dāng)閥基電子設(shè)備VBE檢測(cè)到異常時(shí)，輸出給控制保護(hù)系統(tǒng)CCP;同 時(shí)閥基電子設(shè)備VBE與控制保護(hù)系統(tǒng)CCP接口還包括了控制保護(hù)系統(tǒng)CCP向閥基電子設(shè) 備VBE發(fā)送熱字與觸發(fā)字的接口關(guān)系。
全文摘要
本發(fā)明屬于高壓直流輸電(HVDC)領(lǐng)域，涉及一種換流閥閥基電子設(shè)備丟脈沖保護(hù)與控制方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提出了閥基電子設(shè)備對(duì)于觸發(fā)時(shí)序丟脈沖一種安全的保護(hù)策略，提出了一種丟脈沖處理流程，解決了因丟脈沖而造成HVDC換流閥過電壓、過電流等安全隱患。本發(fā)明的方法及系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠性以及安全性高，有效的避免了高壓直流換流閥因丟脈沖引起的過高電壓、電流等現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H02J1/00GK102013677SQ20101055721
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者周亮, 湯廣福, 藍(lán)元良, 郝長(zhǎng)城 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院