專利名稱：一種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法
技術領域：
本發(fā)明屬于特高壓直流輸電領域，特別涉及一種特高壓直流控制保護系統(tǒng)的監(jiān)視與故障處理方法。
背景技術：
特高壓直流輸電系統(tǒng)的特點是每端換流站有4個12脈動換流器，分為兩極，每極兩個換流器串聯(lián)。與一次系統(tǒng)相適應，每個極的控制保護系統(tǒng)分為極層、換流器層，每層的控制裝置均采用雙重化冗余配置，保護裝置采用三取二冗余配置。特高壓直流典型的單極控制保護系統(tǒng)配置如圖I所示。特高壓直流每極的三套極保護裝置相互獨立，各自通過控制LAN網分別與兩套冗余的極控裝置通訊，并實時監(jiān)視極控裝置的運行狀態(tài)。冗余極控裝置一套值班，一套備用， 值班裝置發(fā)生故障后可在Ims內進行系統(tǒng)切換，確保兩套極控裝置中較完好的那套處于值班狀態(tài)。特高壓直流控制系統(tǒng)的功能分配有兩種技術路線第一種技術路線是將直流電流、直流電壓、熄弧角的閉環(huán)調節(jié)功能布置在極層控制裝置中，極控裝置產生觸發(fā)角指令，下發(fā)給換流器控制裝置。當雙重化冗余的極控裝置都故障時，直流系統(tǒng)失去閉環(huán)調節(jié)功能，本極必須停運。第二種技術路線是將直流電流、直流電壓、熄弧角的閉環(huán)調節(jié)功能布置在換流器層控制裝置中，極控裝置產生直流電流指令，下發(fā)給換流器控制裝置。采用這種技術路線，當雙重化冗余的極控裝置都故障時，換流器控制裝置可以保持故障前的電流指令，維持閉環(huán)調節(jié)功能，理論上直流系統(tǒng)仍可維持原狀態(tài)繼續(xù)運行?，F(xiàn)有的特高壓直流控制保護系統(tǒng)監(jiān)視方法來源于常規(guī)直流控制保護系統(tǒng)，保護裝置失去與值班控制裝置的通訊時，立即閉鎖本套保護，退出運行；冗余的保護裝置全部退出運行后，無保護運行邏輯將停運相應的直流系統(tǒng)。這種監(jiān)視和故障處理方法適用于上述功能分配第一種技術路線，因為發(fā)生冗余極控裝置故障時，第一種技術路線和該監(jiān)視方法的結果是一致的，都將導致極停運。但將這種監(jiān)視方法用于功能分配第二種技術路線上，發(fā)生冗余極控裝置故障時，即使換流器控制裝置具備維持直流系統(tǒng)運行的能力，仍會因為極層無保護運行而導致極停運。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，在于提供一種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其可避免因極保護裝置監(jiān)視到冗余極控裝置故障后全部退出運行，繼而導致極停運的情況，使得冗余極控裝置故障后本極仍能維持運行。為了達成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，極層三取二裝置和極保護裝置雙向通訊，包括如下步驟
a、當某套極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置故障時，發(fā)請求退出信號給極層三取二裝置，進入步驟b ;當極保護裝置監(jiān)視到自身嚴重或緊急故障時，則無需請求，立即閉鎖本套保護，退出運行；b、極層三取二裝置收到運行的極保護裝置發(fā)來的請求退出信號后，計算請求退出的極保護裝置總數(shù)，檢測是否運行中的所有極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號，有如下兩種情況(I)若不是所有運行的極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號，則極層三取二裝置向請求退出的極保護裝置發(fā)允許退出信號，極保護裝置收到允許退出信號后，閉鎖本套保護，退出運行；(2)若所有運行的極保護裝置同時 發(fā)來請求退出信號，極層三取二裝置將向所有運行的極保護裝置發(fā)禁止退出信號，極保護裝置收到禁止退出信號后，繼續(xù)運行。上述步驟a中，極保護裝置判斷冗余極控裝置故障發(fā)生的條件是至少發(fā)生下列情況之一時(I)極保護裝置與兩套冗余極控裝置的通訊均故障；(2)極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置均不處于值班狀態(tài)；(3)極保護裝置監(jiān)視到值班極控裝置發(fā)生緊急故障，且在延時時間內極控系統(tǒng)未產生切換。上述情況(3)中，延時時間的取值范圍是5 20ms。上述步驟b中，極層三取二裝置檢測是否運行中的所有極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號的方法是極層三取二裝置在判斷允許極保護退出前設置延時，在延時窗口內，如果極層三取二裝置收到了運行中的所有極保護裝置發(fā)來的請求退出信號，則同時性條件成立，禁止極保護退出，否則不成立，向發(fā)來請求退出信號的極保護裝置發(fā)送允許退出信號。上述延時窗口的取值范圍是3 10ms。采用上述方案后，本發(fā)明適用于直流電流、直流電壓、熄弧角的閉環(huán)調節(jié)功能布置在換流器控制層的特高壓直流控制保護系統(tǒng)，使特高壓直流系統(tǒng)在發(fā)生冗余極控裝置故障時，不會因極保護全部退出導致極停運，故障極仍能維持原狀態(tài)繼續(xù)運行，從而提升了特高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性和可用率。


圖I是特高壓直流典型的單極控制保護系統(tǒng)配置圖；圖2是極保護裝置判斷冗余極控裝置故障的邏輯圖；其中，箭頭代表數(shù)據(jù)流向，延時有效功能的邏輯是當輸入為I且保持超過延時值時，輸出為I ;圖3是極層三取二裝置判斷允許/禁止極保護退出的邏輯圖；其中，箭頭代表數(shù)據(jù)流向。
具體實施例方式以下將結合附圖，對本發(fā)明的技術方案進行詳細說明。如圖I所示的特高壓直流典型的單極控制保護系統(tǒng)配置，每個極的控制保護系統(tǒng)分為極層和換流器層，極層包括雙重化的極控裝置、三套極保護裝置和兩套極層三取二裝置；每個換流器的控制保護包括雙重化的換流器控制裝置、三套換流器保護裝置和兩套換流器三取二裝置。裝置間的通訊通過分層冗余的控制網絡實現(xiàn)。本發(fā)明首先增加從極層三取二裝置發(fā)送信號至極保護裝置的通訊線路，使極層三取二裝置和極保護裝置具備雙向通訊功能。極保護裝置判斷冗余極控裝置故障的邏輯如圖2所示。通過“或”邏輯，發(fā)生下列情況之一時，極保護裝置判斷冗余極控裝置故障或冗余通訊故障發(fā)生，向兩套極層三取二裝置發(fā)出請求退出信號(I)極保護裝置與兩套冗余極控裝置的通訊均故障；( 2 )極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置均不處于值班狀態(tài)； (3)極保護裝置監(jiān)視到值班極控裝置發(fā)生緊急故障，且延時后未產生極控系統(tǒng)切換，故障條件仍成立。延時時間的取值范圍是5 20ms，本實施例中取15ms。極保護裝置發(fā)出請求退出信號后，等待極層三取二裝置返回允許信號。當兩套極層三取二裝置中的任何一套向極保護裝置返回允許退出信號，且該極保護裝置中的請求退出信號仍為I時，該套保護退出運行。而當極保護裝置自身嚴重或緊急故障，立即閉鎖本套保護，退出運行。圖3是極層三取二裝置判斷是否允許極保護退出的邏輯圖。圖3中輸入的保護裝置請求退出信號即為圖2中極保護裝置發(fā)出的請求退出信號。極層三取二裝置計算運行中的極保護裝置的數(shù)量和發(fā)來請求退出信號的極保護裝置的數(shù)量。按圖3邏輯中所示(I)輸入3為發(fā)來請求退出信號的極保護裝置的數(shù)量；(2)運行中的極保護裝置的數(shù)量和發(fā)來請求退出信號的極保護裝置的數(shù)量相等，輸入2為I,否則為O ;(3)如果運行中的極保護裝置的數(shù)量大于發(fā)來請求退出信號的極保護裝置的數(shù)量，進一步檢測極保護裝置發(fā)來的請求退出信號的同時性。極層三取二裝置檢測極保護裝置發(fā)來的請求退出信號同時性的方法是極層三取二裝置在判斷允許極保護退出前設置延時，在延時窗口內，如果極層三取二裝置收到了所有運行中的極保護裝置發(fā)來的請求退出信號，則同時性條件成立，輸入I為O ;否則不成立，輸入I為I。延時窗口的取值范圍是3 10ms，本實施例中取5ms。當輸入1=1，輸入2=0，輸入3古O時，退出邏輯判斷輸出為I，極層三取二裝置向發(fā)來請求退出信號的極保護裝置發(fā)送允許退出信號。以上實施例僅為說明本發(fā)明的技術思想，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發(fā)明保護范圍之內。
權利要求
1.ー種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其特征在于極層三取ニ裝置和極保護裝置雙向通訊，包括如下步驟 a、當某套極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置故障時，發(fā)請求退出信號給極層三取ニ裝置，進入步驟b ;當極保護裝置監(jiān)視到自身嚴重或緊急故障吋，則無需請求，立即閉鎖本套保護，退出運行； b、極層三取ニ裝置收到運行的極保護裝置發(fā)來的請求退出信號后，計算請求退出的極保護裝置總數(shù)，檢測是否運行中的所有極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號，有如下兩種情況 (1)若不是所有運行的極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號，則極層三取ニ裝置向請求退出的極保護裝置發(fā)允許退出信號，極保護裝置收到允許退出信號后，閉鎖本套保護，退出運行； (2)若所有運行的極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號，極層三取ニ裝置將向所有運行的極保護裝置發(fā)禁止退出信號，極保護裝置收到禁止退出信號后，繼續(xù)運行。
2.如權利要求I所述的ー種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其特征在于所述步驟a中，極保護裝置判斷冗余極控裝置故障發(fā)生的條件是至少發(fā)生下列情況之一時 (1)極保護裝置與兩套冗余極控裝置的通訊均故障； (2)極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置均不處于值班狀態(tài)； (3)極保護裝置監(jiān)視到值班極控裝置發(fā)生緊急故障，且在延時時間內極控系統(tǒng)未產生切換。
3.如權利要求2所述的ー種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其特征在于所述情況(3)中，延時時間的取值范圍是5 20ms。
4.如權利要求I所述的ー種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其特征在于所述步驟b中，極層三取ニ裝置檢測是否運行中的所有極保護裝置同時發(fā)來請求退出信號的方法是極層三取ニ裝置在判斷允許極保護退出前設置延時，在延時窗口內，如果極層三取ニ裝置收到了運行中的所有極保護裝置發(fā)來的請求退出信號，則同時性條件成立，禁止極保護退出，否則不成立，向發(fā)來請求退出信號的極保護裝置發(fā)送允許退出信號。
5.如權利要求4所述的ー種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，其特征在于所述延時窗ロ的取值范圍是3 10ms。
全文摘要
本發(fā)明公開一種特高壓直流冗余極控裝置故障的監(jiān)視與處理方法，極保護三取二裝置和極保護裝置雙向通訊，三套極保護裝置相互獨立，各自監(jiān)視兩套極控裝置的運行情況，當某套極保護裝置監(jiān)視到兩套冗余極控裝置故障時，發(fā)請求退出信號給極保護三取二裝置，極保護三取二裝置收到該信號，判斷是否所有運行中的極保護裝置同時發(fā)來該信號，若不是則向請求退出的極保護裝置發(fā)允許退出信號，極保護裝置閉鎖本套保護，退出運行；若是則將向請求退出的極保護裝置發(fā)禁止退出信號，極保護裝置繼續(xù)運行。此種監(jiān)視與處理方法在特高壓直流冗余極控裝置故障時，避免因極層無保護運行導致極停運，特高壓直流系統(tǒng)可以維持極控裝置故障前的狀態(tài)繼續(xù)運行。
文檔編號H02J13/00GK102856983SQ201210378389
公開日2013年1月2日 申請日期2012年9月29日 優(yōu)先權日2012年9月29日
發(fā)明者張慶武, 盧宇, 李林, 王永平 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司