超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，涉及交流干線或交流配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行控制和保護(hù)電路裝置及其控制方法，尤其涉及一種用于超高壓輸電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控的可控移相器的控制保護(hù)系統(tǒng)，包括管理支持子系統(tǒng)，移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)；移相器控制子系統(tǒng)由模擬量采樣控制單元和開(kāi)關(guān)切換控制單元組成，包括電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔、手動(dòng)調(diào)檔、可控移相器檔位調(diào)節(jié)、數(shù)字鎖相環(huán)和晶閘管觸發(fā)模塊；開(kāi)關(guān)切換控制單元包括聯(lián)鎖邏輯、順控/遙控、和斷路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊；聯(lián)鎖邏輯、和順控/遙控模塊連接到斷路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊；通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線路功率和目標(biāo)功率，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)有功自動(dòng)控制；監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)為可控移相器提供輔助保護(hù)和本體保護(hù)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及交流干線或交流配電網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行控制和保護(hù)電路裝置及其控制方法， 尤其涉及一種用于超高壓輸電網(wǎng)優(yōu)化調(diào)控的可控移相器的控制保護(hù)系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展，生活和生產(chǎn)對(duì)電能供應(yīng)不斷增長(zhǎng)的需求有力地刺激著 電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展。能源中心與負(fù)荷中心的空間距離是大容量、長(zhǎng)距離輸送電能的客觀 動(dòng)因。為了滿(mǎn)足輸電需求，電力網(wǎng)絡(luò)的規(guī)模日益擴(kuò)大。由于電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到設(shè)備熱 穩(wěn)極限的約束、輸電線路的電壓降約束、N-1靜態(tài)安全約束、系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性約束、電壓 穩(wěn)定性約束、暫態(tài)穩(wěn)定性約束以及可靠性備用約束而使得系統(tǒng)的輸電能力很難得到完全充 分利用。通過(guò)新型控制元件挖掘已有系統(tǒng)的潛力是最近數(shù)十年電力科學(xué)研究、電網(wǎng)技術(shù)升 級(jí)的一個(gè)基本思路。電網(wǎng)一旦建成，輸電線路的電氣參數(shù)即成現(xiàn)實(shí)，系統(tǒng)潮流由歐姆定律、 Kirchoff定律約束，電力網(wǎng)絡(luò)唯一可以快速控制的是通過(guò)線路開(kāi)關(guān)改變拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這種缺 乏控制的自由潮流經(jīng)常由于受到系統(tǒng)運(yùn)行的某種約束而不得不降低系統(tǒng)設(shè)備的利用率或 者使系統(tǒng)運(yùn)行在一個(gè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不是很好的狀態(tài)。隨著電力電子器件的發(fā)展，可控移相 器（主要指晶閘管控制移相器，Thyristor Controlled Phase Shifting Transformer，在 以下說(shuō)明中也簡(jiǎn)稱(chēng)為移相器或TCPST)得到了廣泛的研究?？煽匾葡嗥鞯目刂葡到y(tǒng)是系統(tǒng) 運(yùn)行的關(guān)鍵，對(duì)于提高設(shè)備的運(yùn)行管理水平具有重要作用。控制系統(tǒng)的控制對(duì)象是系統(tǒng)結(jié) 構(gòu)中的斷路器、刀閘以及并聯(lián)變二次側(cè)調(diào)壓回路中的晶閘管。中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)"一種用于 超/特高壓線路的可控移相器及其操作方法"（發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枺?01310058053. 4申請(qǐng)公布 號(hào)：CN103187727A)公開(kāi)了一種用于超/特高壓線路的可控移相器及其操作方法，每相超/ 特高壓線路上包括兩組開(kāi)關(guān)，分別設(shè)置于電網(wǎng)受端側(cè)和電網(wǎng)送端側(cè)；每組開(kāi)關(guān)包括串聯(lián)的 隔離開(kāi)關(guān)I、斷路器I和隔離開(kāi)關(guān)II ;在每相的兩組開(kāi)關(guān)之間設(shè)置可控移相器；可控移相器 包括串聯(lián)變壓器、勵(lì)磁變壓器、晶閘管閥組和旁路開(kāi)關(guān)；串聯(lián)變壓器串聯(lián)在每相超/特高壓 線路上，并與勵(lì)磁變壓器連接；旁路開(kāi)關(guān)與串聯(lián)變壓器并聯(lián)；晶閘管閥組與勵(lì)磁變壓器并 聯(lián)。該發(fā)明通過(guò)控制可控移相器實(shí)現(xiàn)利用移相器對(duì)輸電線路潮流進(jìn)行靈活可控調(diào)節(jié)且不改 變線路電壓幅值，并且滿(mǎn)足線路裝設(shè)可控移相器后的正常帶電、停電及故障等不同工況下 的操作方式、系統(tǒng)及移相器自身過(guò)電壓保護(hù)要求，為工程實(shí)際應(yīng)用提供了解決方案。但是， 由于控制與保護(hù)系統(tǒng)承擔(dān)著保證一次主設(shè)備安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高系統(tǒng)運(yùn)行性能的重任，控 制和保護(hù)還要進(jìn)行必要的協(xié)調(diào)配合，在移相器運(yùn)行過(guò)程中保護(hù)設(shè)備不受損壞、系統(tǒng)損失盡 可能的小的情況下，發(fā)揮移相器的功能，為系統(tǒng)提供支援。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種用于超高壓電網(wǎng)的智能可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，可以 結(jié)合控制系統(tǒng)的硬件特性，通過(guò)軟件和硬件的結(jié)合綜合解決可控移相器的同步電壓鎖相、 脈沖輸出、調(diào)檔過(guò)程控制、多套系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制等技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)一臺(tái)裝置在完成可控移相器 控制功能的同時(shí)，完成所有的主保護(hù)、后備保護(hù)功能。
[0004] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，包括管理支持子系統(tǒng)，移相器控制子 系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)；所述的管理支持子系統(tǒng)連接到變電站操作員工作站，為可控移相 器裝置的正確運(yùn)行提供系統(tǒng)級(jí)支撐，實(shí)現(xiàn)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的人機(jī)交互，并且為可 控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)提供電源供應(yīng)，以及顯示、打印接口、故障錄波、網(wǎng)絡(luò)通訊管理和網(wǎng) 絡(luò)對(duì)時(shí)等基礎(chǔ)功能；其特征在于：
[0006] 所述的移相器控制子系統(tǒng)由模擬量采樣控制單元和開(kāi)關(guān)切換控制單元組成；
[0007] 所述的模擬量采樣控制單元包括電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊，手動(dòng)調(diào)檔控制模 塊，可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字鎖相環(huán)和晶閘管觸發(fā)模塊；
[0008] 所述的模擬量采樣控制單元基于DSP+FPGA的硬件接口，通過(guò)電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔 控制模塊獲取進(jìn)線側(cè)母線電壓、進(jìn)線側(cè)母線電流和線路出線端電壓，完成對(duì)電壓電流模擬 量的采樣和計(jì)算，提供晶閘管觸發(fā)控制及閥組的保護(hù)功能；
[0009] 所述的電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊和手動(dòng)調(diào)檔控制模塊，經(jīng)由可控移相器檔位調(diào) 節(jié)模塊連接到晶閘管觸發(fā)模塊，向閥控單元發(fā)送晶閘管觸發(fā)命令；
[0010] 所述的數(shù)字鎖相環(huán)連接到晶閘管觸發(fā)模塊，對(duì)可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊發(fā)出的調(diào) 檔指令進(jìn)行電壓鎖相；
[0011] 所述的開(kāi)關(guān)切換控制單元包括聯(lián)鎖邏輯模塊，順控/遙控模塊和斷路器/隔離開(kāi) 關(guān)動(dòng)作控制模塊；反應(yīng)斷路器/隔離開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)的外部開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，通過(guò)光電隔 離連接到聯(lián)鎖邏輯模塊的輸入端；聯(lián)鎖邏輯模塊和順控/遙控模塊的輸出端，連接到斷路 器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊；
[0012] 所述的監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)包括連接到保護(hù)動(dòng)作模塊的一組保護(hù)邏輯模塊，所述的保 護(hù)邏輯模塊至少包括連接到閥控單元的閥過(guò)壓保護(hù)邏輯模塊，連接到閥組電流信號(hào)端的閥 拒觸發(fā)保護(hù)邏輯模塊和閥電流諧波保護(hù)邏輯模塊，以及連接到斷路器位置接點(diǎn)信號(hào)端的斷 路器失靈保護(hù)邏輯模塊和斷路器三相不一致保護(hù)邏輯模塊，保護(hù)動(dòng)作模塊連接到斷路器/ 隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊，實(shí)現(xiàn)閥控單元狀態(tài)監(jiān)視，閥組保護(hù)和斷路器故障保護(hù)功能。
[0013] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在 于在鎖相電壓的正半波和負(fù)半波，所述的晶閘管觸發(fā)模塊250通過(guò)閥控單元VCU，將觸發(fā) 脈沖同時(shí)發(fā)送給閥組中反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管，利用閥組的開(kāi)通特性自動(dòng)決定開(kāi)通的晶閘 管。
[0014] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一種更好的技術(shù)方案，其特征在 于還包括用于多套可控移相器運(yùn)行控制的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)，所述的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)由相鄰 移相器聯(lián)絡(luò)模塊和主控切換控制模塊連接組成；相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊通過(guò)變電站光纖局域 網(wǎng)，在所述多套可控移相器的多套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) 判斷相鄰可控移相器的運(yùn)行狀態(tài)；主控切換控制模塊連接到所述的可控移相器檔位調(diào)節(jié)模 塊，控制本可控移相器的運(yùn)行模式；若本可控移相器切換為主控移相器，可控移相器檔位調(diào) 節(jié)模塊分別向本可控移相器和相鄰可控移相器發(fā)出相應(yīng)的調(diào)檔指令；若本可控移相器切換 為從控移相器狀態(tài)，相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊接收來(lái)自主控移相器的調(diào)檔指令，傳遞給可控移 相器檔位調(diào)節(jié)模塊，控制本可控移相器執(zhí)行調(diào)檔操作。
[0015] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在 于采用雙機(jī)互備配置，每一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的移相器控制子系統(tǒng)，連接到移相 器控制子系統(tǒng)的可控移相器的閥控單元，監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)，以及各子系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)， 都是由主機(jī)A和熱備機(jī)B組成，并且與另一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接， 形成雙機(jī)互備結(jié)構(gòu)；所述的可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)本地0WS監(jiān)控主機(jī)或調(diào)度主站實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)；所述的移相器控制子系統(tǒng)接收監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、0WS監(jiān)控主機(jī) 和遠(yuǎn)程調(diào)度主站的控制指令，對(duì)可控移相器裝置中的一次設(shè)備進(jìn)行控制操作，并通過(guò)閥控 單元給晶閘管閥組發(fā)送觸發(fā)脈沖。
[0016] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一種進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，其 特征在于所述的管理支持子系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)立的人機(jī)接口 CPU負(fù)責(zé)完成保護(hù)采樣值、事件報(bào)文 的顯示與人機(jī)對(duì)話功能；所述的移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)采用32位微處理器+ 雙DSP的硬件結(jié)構(gòu)，32位微處理器和兩個(gè)DSP并行工作；32位微處理器提供出口邏輯、報(bào)文 事件記錄和后臺(tái)通訊功能，移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)分別采用一個(gè)DSP負(fù)責(zé)控 制采樣和保護(hù)運(yùn)算，保證在每一個(gè)采樣間隔對(duì)所有繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
[0017] 本發(fā)明的有益效果是：
[0018] 1.本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)控制保護(hù)系統(tǒng)模塊化設(shè) 計(jì)，軟件與硬件特性結(jié)合，在軟件中解決移相器的同步電壓鎖相、脈沖輸出、調(diào)檔過(guò)程控制、 多套系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制等技術(shù)問(wèn)題。
[0019] 2.本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，在統(tǒng)一的平臺(tái)下進(jìn)行軟硬件設(shè) 計(jì)，配置穩(wěn)定可靠，實(shí)現(xiàn)在同一系統(tǒng)平臺(tái)下完成可控移相器的控制和所有的主保護(hù)、后備保 護(hù)功能，對(duì)每臺(tái)變壓器采用獨(dú)立的兩套裝置實(shí)現(xiàn)雙主、雙后備保護(hù)的配置原則。
[0020] 3.本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，通過(guò)可控移相器的綜合控制保 護(hù)和協(xié)調(diào)配合，可以在保證可控移相器在運(yùn)行過(guò)程中設(shè)備不受損壞、系統(tǒng)損失盡可能的小 的情況下，充分發(fā)揮可控移相器的功能，為電網(wǎng)系統(tǒng)提供支援。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1是連接到超高壓電網(wǎng)的雙芯對(duì)稱(chēng)型可控移相器裝置的電路結(jié)構(gòu)圖；
[0022] 圖2是本發(fā)明超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的CT、PT配置圖；
[0023] 圖3是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖4是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)雙機(jī)互備配置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖5是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)方法的控制過(guò)程主流程圖；
[0026] 圖6是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)方法的穩(wěn)態(tài)有功自動(dòng)調(diào)節(jié)流程 圖；
[0027] 圖7是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)方法的暫態(tài)自動(dòng)控制流程圖；
[0028] 圖8是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)方法的雙套協(xié)調(diào)控制流程圖。
[0029] 以上圖中的各部件的標(biāo)號(hào)：100為管理支持子系統(tǒng)，200為模擬量采樣控制單元， 300為開(kāi)關(guān)切換控制單元，400為監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)，500為協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)，210為電壓穩(wěn)態(tài) 自動(dòng)調(diào)檔控制模塊，220為手動(dòng)調(diào)檔控制模塊，230為可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊，240為數(shù) 字鎖相環(huán)，250為晶閘管觸發(fā)模塊，310為聯(lián)鎖邏輯模塊，320為順控/遙控模塊，330為斷 路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊，410為閥過(guò)壓保護(hù)邏輯模塊，420為斷路器失靈保護(hù)邏輯模 塊，430為斷路器三相不一致保護(hù)邏輯模塊，440為閥拒觸發(fā)保護(hù)邏輯模塊，450為閥電流諧 波保護(hù)邏輯模塊，460為保護(hù)動(dòng)作模塊，510為相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊，520為主控切換控制模 塊，TCPST為可控移相器，HVB-SE為旁路斷路器，BS1為第一旁路隔離開(kāi)關(guān)，BS2為第二旁路 隔離開(kāi)關(guān)，BES1為第一旁路接地開(kāi)關(guān)，BES2為第二旁路接地開(kāi)關(guān)，BRK-SE1為第一斷路器， BRK-SE2為第二斷路器，DS1為第一斷路器隔離開(kāi)關(guān)，DS2為第二斷路器隔離開(kāi)關(guān)，DES1為 第一斷路器接地開(kāi)關(guān)，DES2為第二斷路器接地開(kāi)關(guān)，CT為電流互感器，其中，CT1至CT10對(duì) 應(yīng)于電流互感器1至電流互感器l〇，PT為電壓互感器，其中，PT1至PT4對(duì)應(yīng)于電壓互感器 1至電壓互感器4。

【具體實(shí)施方式】
[0030] 為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步地 詳細(xì)描述。
[0031] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，用于超高壓電網(wǎng)系統(tǒng)的可控移相 器裝置運(yùn)行控制和保護(hù)，圖1是連接到超高壓電網(wǎng)的雙芯對(duì)稱(chēng)型可控移相器裝置TCPST的 電路結(jié)構(gòu)圖?？煽匾葡嗥鞯慕Y(jié)構(gòu)和控制方式雖然有很大差別，但其調(diào)節(jié)線路潮流的原理是 一致的?？煽匾葡嗥鞯难a(bǔ)償電壓改變線路電壓的幅值或相角，從而調(diào)節(jié)線路潮流，因可控移 相器本體結(jié)構(gòu)的不同，其補(bǔ)償方式也不同，主要有縱向補(bǔ)償、橫向補(bǔ)償、斜向補(bǔ)償?？v向補(bǔ) 償只改變電壓幅值，主要影響線路無(wú)功功率；橫向補(bǔ)償主要改變電壓相角，調(diào)節(jié)有功功率； 斜向補(bǔ)償是兩者的結(jié)合，方式相對(duì)靈活，但其本體結(jié)構(gòu)、接線方式也相對(duì)復(fù)雜。圖1所示的 實(shí)施例采用雙芯對(duì)稱(chēng)型可控移相器，通過(guò)與可控移相器配合的斷路器/隔離開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān) (簡(jiǎn)稱(chēng)隔離開(kāi)關(guān)、隔離刀閘或刀閘），連接到三相對(duì)稱(chēng)超高壓電網(wǎng)，為簡(jiǎn)化說(shuō)明，圖中僅表示 出三相對(duì)稱(chēng)電網(wǎng)系統(tǒng)中的A相，在以下描述中忽略了電網(wǎng)或元器件的三相標(biāo)記A、B、C或a、 b、c ;除非特別指明，所有的說(shuō)明內(nèi)容適用于三相電網(wǎng)中的任何一相。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，可控 移相器TCPST是串聯(lián)在線路中運(yùn)行的，其運(yùn)行狀態(tài)的切換，或者發(fā)生故障時(shí)從系統(tǒng)中快速 切除等操作都應(yīng)以不影響輸電線路的正常運(yùn)行為前提條件。本實(shí)施例中的可控移相器為雙 芯對(duì)稱(chēng)型可控移相器，這種結(jié)構(gòu)的移相器只調(diào)節(jié)線路電壓的相角、不改變幅值?？煽匾葡嗥?TCPST本體由串聯(lián)變壓器B、并聯(lián)變壓器E和晶閘管調(diào)壓電路T組成組成，其基本結(jié)構(gòu)參見(jiàn) 圖1。在該實(shí)施例中，并聯(lián)變壓器E的二次側(cè)采用匝數(shù)比為1:3:9的3倍繞組結(jié)構(gòu)，可得到 27個(gè)電壓級(jí)差。調(diào)壓電路采用晶閘管控制，相比傳統(tǒng)機(jī)械式移相器相應(yīng)速度快，除可調(diào)節(jié)穩(wěn) 態(tài)潮流外，還可參與系統(tǒng)暫態(tài)調(diào)節(jié)。圖中，串聯(lián)變壓器B-次側(cè)的繞組B1、B2串聯(lián)連接在三 相電網(wǎng)線路的兩個(gè)母線節(jié)點(diǎn)S和L之間，繞組Bl、B2的串聯(lián)連接點(diǎn)連接到Y(jié)形連接的聯(lián)變 壓器E的一次側(cè)繞組E1 ;晶閘管組T連接到串聯(lián)變壓器B二次側(cè)的繞組B3和并聯(lián)變壓器E 二次側(cè)的三個(gè)繞組E2、E3、E4。圖中的晶閘管調(diào)壓電路T為示意圖，其中每個(gè)獨(dú)立的晶閘管 在實(shí)際系統(tǒng)中都由多個(gè)晶閘管串并聯(lián)組成。如圖1所示，在可控移相器TCPST的進(jìn)線側(cè)，配 置了第一斷路器BRK-SE1，第一斷路器隔離開(kāi)關(guān)DS1和第一斷路器接地開(kāi)關(guān)DES1 ;在可控移 相器TCPST的出線側(cè)，配置了第二斷路器BRK-SE2,第二斷路器隔離開(kāi)關(guān)DS2和第二斷路器 接地開(kāi)關(guān)DES2;在與可控移相器TCPST并聯(lián)的支路上，配置了旁路斷路器HVB-SE，及其兩側(cè) 的第一旁路隔離開(kāi)關(guān)BS1、第一旁路接地開(kāi)關(guān)BES1和第二旁路隔離開(kāi)關(guān)BS2、第二旁路接地 開(kāi)關(guān)BES2。本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行需求，通過(guò)控制這 些設(shè)備的分合狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)可控移相器的投入、退出、熱備用等不同運(yùn)行狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換。圖1 中用虛線標(biāo)示出故障分區(qū)，其中，區(qū)內(nèi)故障是指包括移相器本體、以及移相器兩側(cè)斷路器范 圍發(fā)生的故障；區(qū)外故障是指移相器兩側(cè)斷路器之外的區(qū)域發(fā)生的故障，包括線路、兩側(cè)母 線、鄰近線路發(fā)生故障的情況?？煽匾葡嗥骺刂票Ｗo(hù)系統(tǒng)所需要的電流互感器（CT)和電壓 互感器（PT)配置的一個(gè)實(shí)施例如圖2所示，圖中省略了與移相器配合的斷路器、隔離刀閘 等。同樣，由于三相對(duì)稱(chēng)性，圖2也省略了可控移相器的B相和C相。可控移相器保護(hù)系統(tǒng) 所需要的電流互感器（CT)和電壓互感器（PT)，包括：用于檢測(cè)檢測(cè)進(jìn)線側(cè)母線電流IS的 CT1，用于檢測(cè)線路出線端電流IL的CT2,用于檢測(cè)串聯(lián)變繞組1電流ISE1的CT3,用于檢 測(cè)串聯(lián)變繞組2電流ISE2的CT4,用于檢測(cè)并聯(lián)變一次側(cè)電流ISH1的CT5,用于檢測(cè)晶閘 管閥組電流ISH2的CT6,用于檢測(cè)并聯(lián)變繞組2電流IE2的CT7,用于檢測(cè)并聯(lián)變繞組3電 流IE3的CT8,用于檢測(cè)并聯(lián)變繞組4電流IE4的CT9,用于檢測(cè)零線電流ISHO的CT10,用 于檢測(cè)進(jìn)線側(cè)母線電壓US的PT1，用于檢測(cè)線路出線端電壓UL的PT2,用于檢測(cè)并聯(lián)變一 次側(cè)電壓USH1的PT3,用于檢測(cè)二次側(cè)晶閘管電壓USH2的PT4, CT和PT的配置涵蓋了可 控移相器本體保護(hù)、輔助保護(hù)和線路保護(hù)的需求。
[0032] 圖3是本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意 圖，包括管理支持子系統(tǒng)100,模擬量采樣控制單元200和開(kāi)關(guān)切換控制單元300組成的移 相器控制子系統(tǒng)，以及監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)400,所述的管理支持子系統(tǒng)100連接到變電站操作 員工作站（0WS)，為可控移相器裝置的正確運(yùn)行提供系統(tǒng)級(jí)支撐，通過(guò)0WS實(shí)現(xiàn)可控移相器 控制保護(hù)系統(tǒng)的人機(jī)交互，并且為可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)提供電源供應(yīng)，以及顯示、打印 接口、故障錄波、網(wǎng)絡(luò)通訊管理和網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)等基礎(chǔ)功能；
[0033] 所述的模擬量采樣控制單元200包括電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊210,手動(dòng)調(diào)檔 控制模塊220,可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230,數(shù)字鎖相環(huán)240和晶閘管觸發(fā)模塊250 ;模擬 量采樣控制單元200基于DSP+FPGA的硬件接口，通過(guò)電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊210獲取 進(jìn)線側(cè)母線電壓US、進(jìn)線側(cè)母線電流IS和線路出線端電壓UL，完成對(duì)電壓電流模擬量的采 樣和計(jì)算，提供晶閘管觸發(fā)控制及閥組的保護(hù)功能；電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊210和手 動(dòng)調(diào)檔控制模塊220,經(jīng)由可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230連接到晶閘管觸發(fā)模塊250,向閥 控單元VCU發(fā)送晶閘管觸發(fā)命令；數(shù)字鎖相環(huán)240連接到晶閘管觸發(fā)模塊250,對(duì)可控移相 器檔位調(diào)節(jié)模塊230發(fā)出的調(diào)檔指令進(jìn)行電壓鎖相；
[0034] 所述的開(kāi)關(guān)切換控制單元300包括聯(lián)鎖邏輯模塊310,順控/遙控模塊320和斷路 器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊330 ;反應(yīng)斷路器/隔離開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)的外部開(kāi)關(guān)量輸入信 號(hào)，通過(guò)光電隔離連接到聯(lián)鎖邏輯模塊310的輸入端；聯(lián)鎖邏輯模塊310和順控/遙控模塊 320的輸出端，連接到斷路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊330 ;
[0035] 所述的監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)400包括連接到保護(hù)動(dòng)作模塊460的一組保護(hù)邏輯模塊， 所述的保護(hù)邏輯模塊至少包括連接到閥控單元VCU的閥過(guò)壓保護(hù)邏輯模塊410,連接到閥 組電流信號(hào)端的閥拒觸發(fā)保護(hù)邏輯模塊440和閥電流諧波保護(hù)邏輯模塊450,以及連接到 斷路器位置接點(diǎn)信號(hào)端的斷路器失靈保護(hù)邏輯模塊420和斷路器三相不一致保護(hù)邏輯模 塊430,保護(hù)動(dòng)作模塊460連接到斷路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊330,實(shí)現(xiàn)閥控單元VCU 狀態(tài)監(jiān)視，閥組保護(hù)和斷路器故障保護(hù)功能。
[0036] 可控移相器的閥組中反并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管，在電流的正負(fù)半波輪流導(dǎo)通，當(dāng)可控 移相器的功率流向變化后，鎖相電壓與閥組電流之間的相位關(guān)系也隨之變化，由落后變?yōu)?超前。假設(shè)功率流向?yàn)檎龝r(shí)，在鎖相電壓的正半波觸發(fā)導(dǎo)通正向晶閘管、負(fù)半波觸發(fā)導(dǎo)通反 向晶閘管，則當(dāng)功率流向反向時(shí)，在鎖相電壓的正半波需要觸發(fā)導(dǎo)通的是反向晶閘管、負(fù)半 波需要觸發(fā)導(dǎo)通的是正向晶閘管。因此，若反向并聯(lián)的晶閘管單獨(dú)觸發(fā)，則在功率流向反 向后，反并聯(lián)的晶閘管的觸發(fā)順序需要隨之調(diào)整，否則會(huì)導(dǎo)致并聯(lián)變二次側(cè)開(kāi)路，線路中串 入串聯(lián)變的激磁阻抗導(dǎo)致線路開(kāi)斷。為了有效避免功率反向時(shí)的導(dǎo)通閥組順序變化，簡(jiǎn)化 控制系統(tǒng)的控制難度，根據(jù)本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例， 在鎖相電壓的正半波和負(fù)半波，所述的晶閘管觸發(fā)模塊250通過(guò)閥控單元VCU，將觸發(fā)脈沖 同時(shí)發(fā)送給閥組中反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管，利用閥組的開(kāi)通特性（陽(yáng)極和陰極間為正向電 壓）自動(dòng)決定開(kāi)通的晶閘管。
[0037] 在圖3所示的實(shí)例中，本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)還包括用于 雙套可控移相器運(yùn)行控制的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)500,所述的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)500由相鄰移相 器聯(lián)絡(luò)模塊510和主控切換控制模塊520連接組成；相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊510通過(guò)變電站 光纖局域網(wǎng)，在所述雙套可控移相器的兩套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接， 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷相鄰可控移相器的運(yùn)行狀態(tài)；主控切換控制模塊520連接到所述的可控移相 器檔位調(diào)節(jié)模塊230,控制本可控移相器的運(yùn)行模式；若本可控移相器切換為主控移相器， 可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230分別向本可控移相器和相鄰可控移相器發(fā)出相應(yīng)的調(diào)檔指 令；若本可控移相器切換為從控移相器狀態(tài)，相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊510接收來(lái)自主控移相 器的調(diào)檔指令，傳遞給可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230,控制本可控移相器執(zhí)行調(diào)檔操作。
[0038] 圖4為本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)雙機(jī)互備配置的一個(gè)實(shí)施 例，在該實(shí)施例中，每一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的移相器控制子系統(tǒng)，連接到移相器控 制子系統(tǒng)的可控移相器閥控單元（VCU)，監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)，以及各子系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)， 都是由主機(jī)A和熱備機(jī)B組成，并且與另一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接， 形成雙機(jī)互備結(jié)構(gòu)；所述的可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)本地0WS監(jiān)控主機(jī)或調(diào)度主站實(shí) 時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)；所述的移相器控制子系統(tǒng)接收監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、0WS監(jiān)控主機(jī) 和遠(yuǎn)程調(diào)度主站的控制指令，對(duì)可控移相器裝置中的一次設(shè)備進(jìn)行控制操作，并通過(guò)閥控 單元VCU給晶閘管閥組發(fā)送觸發(fā)脈沖。
[0039] 根據(jù)本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例，所述的 管理支持子系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)立的人機(jī)接口 CPU負(fù)責(zé)完成保護(hù)采樣值、事件報(bào)文的顯示與人機(jī)對(duì) 話功能；所述的移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)采用32位微處理器+雙DSP的硬件結(jié) 構(gòu)，32位微處理器和兩個(gè)DSP并行工作；32位微處理器提供出口邏輯、報(bào)文事件記錄和后臺(tái) 通訊功能，移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)分別采用一個(gè)DSP負(fù)責(zé)控制采樣和保護(hù)運(yùn) 算，保證在每一個(gè)采樣間隔對(duì)所有繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控 制系統(tǒng)，通過(guò)硬件配置和軟件支持，杜絕保護(hù)裝置硬件故障引起誤動(dòng)的可能，提高系統(tǒng)軟硬 件的可靠性與安全性。
[0040] 本發(fā)明的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)方法的一個(gè)實(shí)施例如圖5所示，包括以 下步驟：
[0041] S100 :所述的開(kāi)關(guān)切換控制單元300通過(guò)聯(lián)鎖邏輯模塊310實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)可控移相器 裝置的各斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)；
[0042] S200 :順控/遙控模塊320按照預(yù)先設(shè)定的控制條件和操作步驟，通過(guò)斷路器/隔 離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊330執(zhí)行相應(yīng)的斷路器、刀閘的操作指令，控制移相器在各種運(yùn)行狀 態(tài)之間切換；在整個(gè)控制可控移相器切換運(yùn)行狀態(tài)的過(guò)程中，聯(lián)鎖邏輯模塊310依照預(yù)設(shè) 的聯(lián)鎖邏輯，對(duì)順控/遙控操作過(guò)程執(zhí)行閉鎖保護(hù)，防止誤操作；
[0043] 本步驟中的順控（順序控制）是指控制系統(tǒng)按照預(yù)先設(shè)定的控制條件和操作步 驟，執(zhí)行相應(yīng)的斷路器、刀閘的操作指令，使移相器在各種運(yùn)行狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
[0044] 可控移相器進(jìn)行順序控制時(shí)，應(yīng)遵循如下原則：
[0045] (1)當(dāng)可控移相器投入時(shí)，應(yīng)先合隔離刀閘，后合斷路器；當(dāng)可控移相器退出時(shí)， 應(yīng)先分?jǐn)嗦菲?，后分隔離刀閘；接地刀閘僅在設(shè)備檢修時(shí)投入；
[0046] (2)串聯(lián)變壓器投入運(yùn)行時(shí)二次側(cè)不能開(kāi)路。串聯(lián)變壓器二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，其空載阻 抗將很大，串入線路后將使線路幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，因此當(dāng)可控移相器運(yùn)行時(shí)應(yīng)避免這種 狀態(tài)；
[0047] (3)順序控制中的每一步操作都應(yīng)有一明確的狀態(tài)作為參考，達(dá)到條件再進(jìn)行下 一步操作。且，每次順控都要有一定的時(shí)間限制，超出規(guī)定時(shí)間后自動(dòng)結(jié)束不再繼續(xù)執(zhí)行；
[0048] (4)在進(jìn)行順控操作前，設(shè)備狀態(tài)需符合任一已定義的狀態(tài)才允許進(jìn)行順控操作。
[0049] S300 :模擬量采樣控制單元200的可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230,通過(guò)晶閘管觸發(fā) 模塊250實(shí)現(xiàn)觸發(fā)脈沖控制，晶閘管觸發(fā)模塊250通過(guò)數(shù)字鎖相環(huán)240,對(duì)可控移相器的并 聯(lián)變壓器一次側(cè)電壓進(jìn)行鎖相；調(diào)檔過(guò)程中三相獨(dú)立控制，首先閉鎖觸發(fā)脈沖，通過(guò)檢測(cè)二 次側(cè)電壓突變及閥組電流值來(lái)判斷閥組是否已過(guò)零自然關(guān)斷，在導(dǎo)通閥組關(guān)斷后再發(fā)出觸 發(fā)脈沖，保證調(diào)檔過(guò)程無(wú)繞組短路現(xiàn)象，從而減小對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的沖擊；
[0050] 在調(diào)檔過(guò)程中，晶閘管提前觸發(fā)會(huì)引起繞組短路、延時(shí)觸發(fā)雖避免了繞組短路，但 會(huì)在系統(tǒng)中引起諧波和直流偏置等問(wèn)題。調(diào)節(jié)過(guò)程中閥組的最佳觸發(fā)時(shí)刻是電流過(guò)零點(diǎn)， 即可保持電流的完整性，不產(chǎn)生諧波，也不會(huì)存在檔位調(diào)節(jié)過(guò)程中繞組短路現(xiàn)象。但移相器 每個(gè)檔位下并聯(lián)變的一次側(cè)電壓和晶閘管電流的相位并不相同，因此電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)的電壓 角度也不確定，且由于測(cè)量的精度、誤差、零漂等因素的存在，電流過(guò)零的精確檢測(cè)是比較 困難的。由于晶閘管電壓在晶閘管關(guān)斷與導(dǎo)通時(shí)是不一樣的，這也是導(dǎo)致延時(shí)觸發(fā)時(shí)晶閘 管電壓產(chǎn)生毛刺的原因。相對(duì)檢測(cè)電流，判斷因電流過(guò)零而導(dǎo)致的電壓突變更為可靠。同 時(shí)，繞組短路是在晶閘管組之間換流才會(huì)產(chǎn)生的，在晶閘管組之間換流完成后，電流換流只 在反并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管內(nèi)發(fā)生同固定檔位時(shí)相同，不再會(huì)導(dǎo)致繞組短路。檔位發(fā)生變化后， 只有每相的第一個(gè)脈沖需要監(jiān)視電流過(guò)零后發(fā)出，完成晶閘管組的換流后，后續(xù)觸發(fā)脈沖 的觸發(fā)控制策略即可恢復(fù)至和固定檔位的觸發(fā)策略一致。
[0051] S400 :模擬量采樣控制單元200通過(guò)電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊210,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)線 路功率和目標(biāo)功率，當(dāng)誤差超出范圍時(shí)自動(dòng)通過(guò)可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊230進(jìn)行移相調(diào) 節(jié)，通過(guò)控制可控移相器的檔位實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)有功自動(dòng)控制；
[0052] S500 :監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)400判斷故障類(lèi)型，對(duì)閥組故障和斷路器故障提供輔助保 護(hù)，對(duì)移相器本體變壓器繞組及其引線故障提供本體保護(hù)，所述的輔助保護(hù)包括閥組諧波 保護(hù)，閥拒觸發(fā)保護(hù)，閥裕度不足保護(hù)，斷路器失靈保護(hù)，斷路器三相不一致保護(hù)和斷路器 位置異常告警；所述的本體保護(hù)包括縱差穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)速斷保護(hù)，工頻變化量比 率差動(dòng)保護(hù)和繞組比率差動(dòng)保護(hù)，以及復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)和零序方向過(guò)流保護(hù)。
[0053] 閥組諧波保護(hù)通過(guò)實(shí)時(shí)檢測(cè)CT6 (ISH2)電流中的諧波含量，當(dāng)諧波含量大于定值 并持續(xù)一定的時(shí)間，保護(hù)動(dòng)作后合旁路開(kāi)關(guān)HVB-SE，跳開(kāi)BRK-SE1和BRK-SE2,同時(shí)給出告 警息。
[0054] 閥拒觸發(fā)保護(hù)用于檢測(cè)閥觸發(fā)系統(tǒng)的故障導(dǎo)致的晶閘管不導(dǎo)通，該保護(hù)通過(guò)檢測(cè) CT6(ISH2)的電流實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能。當(dāng)控制裝置發(fā)出閥觸發(fā)信號(hào)后，晶閘管閥在觸發(fā)命令發(fā)出 后一段時(shí)間內(nèi)，CT6 (ISH2)的電流小于閥拒觸發(fā)保護(hù)電流定值且持續(xù)時(shí)間大于設(shè)定值，保護(hù) 動(dòng)作后合旁路開(kāi)關(guān)HVB-SE，跳開(kāi)BRK-SE1和BRK-SE2,同時(shí)給出告警信息。
[0055] 閥裕度不足保護(hù)主要用于閥裕度不足時(shí)因承受過(guò)電壓而導(dǎo)致?lián)p壞提供保護(hù)。當(dāng) 保護(hù)檢測(cè)到VCU的閥裕度不足信號(hào)時(shí)，保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，合旁路開(kāi)關(guān)HVB-SE，跳開(kāi)BRK-SE1和 BRK-SE2,同時(shí)給出告警信息。
[0056] 斷路器失靈保護(hù)分為合閘失靈和分閘失靈。斷路器HVB-SE和BRK-SE1、BRK-SE2 的保護(hù)對(duì)象不同，其合閘失靈和分閘失靈的影響不同。旁路斷路器HVB-SE在故障時(shí)，需要 合閘，合閘失敗則遠(yuǎn)跳線路；分閘失敗則永久旁路。斷路器BRK-SE1、BRK-SE2在故障時(shí)，需 要分閘將移相器從系統(tǒng)中切除，分閘失敗則遠(yuǎn)跳線路；合閘失敗則永久隔離，不投移相器。 該保護(hù)通過(guò)檢測(cè)保護(hù)動(dòng)作后的斷路器接點(diǎn)位置來(lái)實(shí)現(xiàn)，在其他保護(hù)動(dòng)作后的時(shí)間定值內(nèi)， 斷路器狀態(tài)未達(dá)到設(shè)定狀態(tài)，斷路器失靈保護(hù)動(dòng)作。
[0057] 斷路器三相不一致保護(hù)需要同時(shí)判斷斷路器的HWJ與TWJ。當(dāng)三相不一致保護(hù)投 入，任意兩相開(kāi)關(guān)位置明確且相間不一致，經(jīng)整定延時(shí)后判為斷路器三相不一致，發(fā)三相旁 路命令，將旁路斷路器HVB-SE合閘。
[0058] 斷路器位置明確是指斷路器每相的HWJ與TWJ不均為0或不均為1。當(dāng)斷路器任 意一相的TWJ和HWJ同時(shí)為0或同時(shí)為1時(shí)，裝置發(fā)斷路器位置異常告警信號(hào)，點(diǎn)亮告警燈。
[0059] 所述的本體保護(hù)包括縱差穩(wěn)態(tài)比率差動(dòng)保護(hù)，差動(dòng)速斷保護(hù)，工頻變化量比率差 動(dòng)保護(hù)和繞組比率差動(dòng)保護(hù)，以及復(fù)合電壓閉鎖方向過(guò)流保護(hù)和零序方向過(guò)流保護(hù)，參見(jiàn) 表1。
[0060] 表1、本體保護(hù)配置
[0061]

【權(quán)利要求】
1. 一種超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，包括管理支持子系統(tǒng)，移相器控制子系 統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)；所述的管理支持子系統(tǒng)連接到變電站操作員工作站，為可控移相器 裝置的正確運(yùn)行提供系統(tǒng)級(jí)支撐，實(shí)現(xiàn)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的人機(jī)交互，并且為可控 移相器控制保護(hù)系統(tǒng)提供電源供應(yīng)，以及顯示、打印接口、故障錄波、網(wǎng)絡(luò)通訊管理和網(wǎng)絡(luò) 對(duì)時(shí)等基礎(chǔ)功能；其特征在于： 所述的移相器控制子系統(tǒng)由模擬量采樣控制單元和開(kāi)關(guān)切換控制單元組成； 所述的模擬量采樣控制單元包括電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊，手動(dòng)調(diào)檔控制模塊，可 控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊，數(shù)字鎖相環(huán)和晶閘管觸發(fā)模塊； 所述的模擬量采樣控制單元基于DSP+FPGA的硬件接口，通過(guò)電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制 模塊獲取進(jìn)線側(cè)母線電壓、進(jìn)線側(cè)母線電流和線路出線端電壓，完成對(duì)電壓電流模擬量的 采樣和計(jì)算，提供晶閘管觸發(fā)控制及閥組的保護(hù)功能； 所述的電壓穩(wěn)態(tài)自動(dòng)調(diào)檔控制模塊和手動(dòng)調(diào)檔控制模塊，經(jīng)由可控移相器檔位調(diào)節(jié)模 塊連接到晶閘管觸發(fā)模塊，向閥控單元發(fā)送晶閘管觸發(fā)命令； 所述的數(shù)字鎖相環(huán)連接到晶閘管觸發(fā)模塊，對(duì)可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊發(fā)出的調(diào)檔指 令進(jìn)行電壓鎖相； 所述的開(kāi)關(guān)切換控制單元包括聯(lián)鎖邏輯模塊，順控/遙控模塊和斷路器/隔離開(kāi)關(guān)動(dòng) 作控制模塊；反應(yīng)斷路器/隔離開(kāi)關(guān)分合閘狀態(tài)的外部開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)，通過(guò)光電隔離連 接到聯(lián)鎖邏輯模塊的輸入端；聯(lián)鎖邏輯模塊和順控/遙控模塊的輸出端，連接到斷路器/隔 離開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊； 所述的監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)包括連接到保護(hù)動(dòng)作模塊的一組保護(hù)邏輯模塊，所述的保護(hù)邏 輯模塊至少包括連接到閥控單元的閥過(guò)壓保護(hù)邏輯模塊，連接到閥組電流信號(hào)端的閥拒觸 發(fā)保護(hù)邏輯模塊和閥電流諧波保護(hù)邏輯模塊，以及連接到斷路器位置接點(diǎn)信號(hào)端的斷路器 失靈保護(hù)邏輯模塊和斷路器三相不一致保護(hù)邏輯模塊，保護(hù)動(dòng)作模塊連接到斷路器/隔離 開(kāi)關(guān)動(dòng)作控制模塊，實(shí)現(xiàn)閥控單元狀態(tài)監(jiān)視，閥組保護(hù)和斷路器故障保護(hù)功能。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于在鎖相電 壓的正半波和負(fù)半波，所述的晶閘管觸發(fā)模塊250通過(guò)閥控單元VCU，將觸發(fā)脈沖同時(shí)發(fā)送 給閥組中反向并聯(lián)的兩個(gè)晶閘管，利用閥組的開(kāi)通特性自動(dòng)決定開(kāi)通的晶閘管。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于還包括用 于多套可控移相器運(yùn)行控制的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)，所述的協(xié)調(diào)控制子系統(tǒng)由相鄰移相器聯(lián)絡(luò) 模塊和主控切換控制模塊連接組成；相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊通過(guò)變電站光纖局域網(wǎng)，在所述 多套可控移相器的多套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)判斷相鄰可 控移相器的運(yùn)行狀態(tài)；主控切換控制模塊連接到所述的可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊，控制本 可控移相器的運(yùn)行模式；若本可控移相器切換為主控移相器，可控移相器檔位調(diào)節(jié)模塊分 別向本可控移相器和相鄰可控移相器發(fā)出相應(yīng)的調(diào)檔指令；若本可控移相器切換為從控移 相器狀態(tài)，相鄰移相器聯(lián)絡(luò)模塊接收來(lái)自主控移相器的調(diào)檔指令，傳遞給可控移相器檔位 調(diào)節(jié)模塊，控制本可控移相器執(zhí)行調(diào)檔操作。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于采 用雙機(jī)互備配置，每一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)的移相器控制子系統(tǒng)，連接到移相器控 制子系統(tǒng)的可控移相器的閥控單元，監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)，以及各子系統(tǒng)之間的通訊網(wǎng)絡(luò)，都是 由主機(jī)A和熱備機(jī)B組成，并且與另一套可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)之間建立通訊連接，形成 雙機(jī)互備結(jié)構(gòu)；所述的可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)通過(guò)本地OWS監(jiān)控主機(jī)或調(diào)度主站實(shí)時(shí)監(jiān) 測(cè)運(yùn)行狀態(tài)；所述的移相器控制子系統(tǒng)接收監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、OWS監(jiān)控主機(jī)和遠(yuǎn) 程調(diào)度主站的控制指令，對(duì)可控移相器裝置中的一次設(shè)備進(jìn)行控制操作，并通過(guò)閥控單元 給晶閘管閥組發(fā)送觸發(fā)脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的超高壓電網(wǎng)可控移相器控制保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所 述的管理支持子系統(tǒng)通過(guò)獨(dú)立的人機(jī)接口CPU負(fù)責(zé)完成保護(hù)采樣值、事件報(bào)文的顯示與人 機(jī)對(duì)話功能；所述的移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)采用32位微處理器+雙DSP的硬 件結(jié)構(gòu)，32位微處理器和兩個(gè)DSP并行工作；32位微處理器提供出口邏輯、報(bào)文事件記錄和 后臺(tái)通訊功能，移相器控制子系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)保護(hù)子系統(tǒng)分別采用一個(gè)DSP負(fù)責(zé)控制采樣和保 護(hù)運(yùn)算，保證在每一個(gè)采樣間隔對(duì)所有繼電器進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK104377690SQ201410640377
【公開(kāi)日】2015年2月25日 申請(qǐng)日期:2014年11月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月13日
【發(fā)明者】崔勇, 余穎輝, 馮煜堯, 黃磊, 康麗 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)上海市電力公司, 華東電力試驗(yàn)研究院有限公司