本發(fā)明涉及直流輸電系統(tǒng)控制保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

為了避免直流設(shè)備遭受嚴(yán)重?fù)p壞，直流輸電系統(tǒng)都配置有直流保護(hù)系統(tǒng)。當(dāng)高壓直流系統(tǒng)或設(shè)備出現(xiàn)故障時，直流保護(hù)系統(tǒng)會根據(jù)設(shè)定的保護(hù)定值進(jìn)行計算和判斷故障類型，并按設(shè)定的動作定值出口，快速可靠地切除故障，以實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓直流設(shè)備，保證直流輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

圖6為直流輸電工程中常用的末屏電壓互感器測量回路電路圖，包括末屏電壓互感器和直流保護(hù)屏柜，C_TH、C_TL、C1、C2、C3、R1和R2組成末屏電壓互感器，C_TL、C1、C2和C3構(gòu)成分壓電容。其中，C_TH和C_TL是高壓電容和低壓電容，起到分壓的作用；C1、C2和C3是校正電容,用于調(diào)整和校正分壓輸出,以達(dá)到規(guī)定的電壓輸出值；R1是放電電阻，提供低壓電容的放電通道；R2是壓敏電阻,限制輸出電壓的大小。對于每個6脈動換流橋，正常情況下由閥側(cè)套管上的末屏抽頭測量換流變閥側(cè)三相對地電壓，當(dāng)換流器處在閉鎖狀態(tài)且沒有接地故障時，相量和為零。當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，如果換流器僅處于閉鎖狀態(tài)，換流器就不會產(chǎn)生嚴(yán)重的故障電流，但在換流器閥側(cè)電壓中會出現(xiàn)明顯的零序分量，因而需要進(jìn)行換流器零序過壓保護(hù)，檢測換流器閥側(cè)交流連接線上的接地故障。

然而，現(xiàn)有零序過壓保護(hù)邏輯只適用于閉鎖狀態(tài)的換流器，一旦換流器解鎖，零序過壓保護(hù)必須退出。換流器解鎖時，當(dāng)系統(tǒng)頻率和測量電壓幅值產(chǎn)生變化的時候，分壓電容與直流保護(hù)屏柜二次PT的電感有可能產(chǎn)生并聯(lián)諧振，引起換流器閥側(cè)電壓異常，出現(xiàn)零序過壓，此時，換流器零序過壓保護(hù)系統(tǒng)就不能及時快速地發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，如果諧振持續(xù)時間較長，會損壞壓敏電阻，甚至損壞分壓電容，進(jìn)而影響直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法，以解決換流器解鎖時，零序過壓保護(hù)系統(tǒng)無法快速排除故障的問題。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法，包括：

判斷換流器運(yùn)行狀態(tài)，所述換流器運(yùn)行狀態(tài)包括閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)；

如果所述換流器處于閉鎖狀態(tài)，則由第一邏輯模塊發(fā)送一段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作；

如果所述換流器處于解鎖狀態(tài)，則由第二邏輯模塊發(fā)送二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作。

進(jìn)一步地，所述判斷換流器運(yùn)行狀態(tài)包括：

判斷交流進(jìn)線斷路器是否處于合位狀態(tài)；

如果所述交流進(jìn)線斷路器處于合位狀態(tài)，則判斷所述換流器的直流電流是否為零；

如果所述換流器的直流電流為零，所述換流器處于閉鎖狀態(tài)；

如果所述換流器的直流電流不為零，則判斷所述換流器的直流電流是否大于或等于最小解鎖電流；

如果所述換流器的直流電流大于或等于最小解鎖電流，所述換流器處于解鎖狀態(tài)。

進(jìn)一步地，所述換流器處于閉鎖狀態(tài)，則所述方法還包括：

獲取所述換流器的零序過壓保護(hù)狀態(tài)，所述零序過壓保護(hù)狀態(tài)包括零序電壓是否超過定值、零序過壓保護(hù)是否投入以及觸發(fā)脈沖是否使能；

判斷是否同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能；

如果同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能，所述第一邏輯模塊發(fā)送所述一段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作；

如果零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能中，至少一條不成立，所述第一邏輯模塊不發(fā)送所述一段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

進(jìn)一步地，所述換流器處于解鎖狀態(tài)，則所述方法還包括：

獲取所述換流器的零序過壓保護(hù)狀態(tài)，所述零序過壓保護(hù)狀態(tài)包括零序電壓是否超過定值、零序過壓保護(hù)是否投入以及觸發(fā)脈沖是否使能；

判斷是否同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能；

如果同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能，所述第二邏輯模塊發(fā)送所述二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作；

如果零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能中，至少一條不成立，所述第二邏輯模塊不發(fā)送所述二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

進(jìn)一步地，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行的保護(hù)動作是禁止換流器解鎖。

進(jìn)一步地，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行的保護(hù)動作是發(fā)出告警。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法，根據(jù)優(yōu)化后的保護(hù)邏輯，換流器零序過壓保護(hù)共分為兩段，當(dāng)換流器處于閉鎖狀態(tài)時，由第一邏輯模塊發(fā)送一段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作；當(dāng)換流器處于解鎖狀態(tài)時，由第二邏輯模塊發(fā)送二段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作。換流器解鎖時，如果換流器閥側(cè)末屏電壓互感器的分壓電容和保護(hù)屏柜二次PT電感之間出現(xiàn)諧振，二段出口執(zhí)行的保護(hù)動作會提醒運(yùn)行人員閥側(cè)電壓出現(xiàn)異常，并盡快排除故障，從而避免壓敏電阻和分壓電容在過電壓下?lián)p壞。本發(fā)明提供換流器閉鎖和解鎖狀態(tài)的零序過壓保護(hù)，能根據(jù)換流器的運(yùn)行狀態(tài)，選擇最有效最快速的保護(hù)方式，有利于直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一示出的一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法的流程圖；

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二示出的一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法的流程圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三示出的一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法的流程圖；

圖4為本發(fā)明實(shí)施例四示出的一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法的流程圖；

圖5為本發(fā)明實(shí)施例五示出的一種優(yōu)化后的換流器零序過壓保護(hù)邏輯的邏輯圖；

圖6為末屏電壓互感器測量回路的電路圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本申請中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

本發(fā)明實(shí)施例一提供一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法，如圖1所示，所述方法用于換流器直流保護(hù)系統(tǒng)，包括以下步驟：

步驟S101，判斷換流器運(yùn)行狀態(tài)，所述換流器運(yùn)行狀態(tài)包括閉鎖狀態(tài)和解鎖狀態(tài)。

步驟S102，如果所述換流器處于閉鎖狀態(tài)，則由第一邏輯模塊發(fā)送一段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作。

步驟S103，如果所述換流器處于解鎖狀態(tài)，則由第二邏輯模塊發(fā)送二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作。

本發(fā)明提供換流器閉鎖和解鎖狀態(tài)的零序過壓保護(hù)，能根據(jù)換流器的運(yùn)行狀態(tài)，選擇最有效最快速的保護(hù)方式，有利于直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。尤其是，當(dāng)換流器處于解鎖狀態(tài)時，如果換流器閥側(cè)末屏電壓互感器的分壓電容和保護(hù)屏柜二次PT電感之間出現(xiàn)諧振，二段出口執(zhí)行的保護(hù)動作會提醒運(yùn)行人員閥側(cè)電壓出現(xiàn)異常，并盡快排除故障，從而避免壓敏電阻和分壓電容在過電壓下?lián)p壞。

結(jié)合實(shí)施例一，本發(fā)明實(shí)施例二如圖2所示，步驟S101包括以下步驟：

步驟S201，判斷交流進(jìn)線斷路器是否處于合位狀態(tài)。

當(dāng)所述交流進(jìn)線斷路器處于合位狀態(tài)時，換流器可能處于閉鎖狀態(tài)，也可能處于解鎖狀態(tài)，此時，需要進(jìn)一步對換流器的直流電流進(jìn)行判斷，以確定換流器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。

步驟S202，如果所述交流進(jìn)線斷路器處于合位狀態(tài)，則判斷所述換流器的直流電流是否為零。

步驟S203，如果所述換流器的直流電流為零，所述換流器處于閉鎖狀態(tài).

步驟S204，如果所述換流器的直流電流不為零，則判斷所述換流器的直流電流是否大于或等于最小解鎖電流.

步驟S205，如果所述換流器的直流電流大于或等于最小解鎖電流，所述換流器處于解鎖狀態(tài)。

在實(shí)際應(yīng)用中，換流器的直流電流檢測會不可避免地存在偏差，因此，當(dāng)換流器的直流電流IdH小于0.02p.u.(p.u.代表標(biāo)幺值)時，就可認(rèn)為換流器的直流電流為零。此外，本實(shí)施例中，最小解鎖電流選擇0.1p.u.，交流進(jìn)線斷路器合位狀態(tài)下，只要換流器直流電流滿足大于或等于0.1p.u.，即可判定換流器處于解鎖狀態(tài)。

結(jié)合實(shí)施例二，本發(fā)明實(shí)施例三如圖3所示，所述換流器處于閉鎖狀態(tài)，則所述方法還包括：

步驟S301，獲取所述換流器的零序過壓保護(hù)狀態(tài)，所述零序過壓保護(hù)狀態(tài)包括零序電壓是否超過定值、零序過壓保護(hù)是否投入以及觸發(fā)脈沖是否使能。

步驟S302，判斷是否同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能。

步驟S303，如果同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能，所述第一邏輯模塊發(fā)送所述一段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作。

步驟S304，如果零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能中，至少一條不成立，所述第一邏輯模塊不發(fā)送所述一段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

步驟S302用于判斷換流器在閉鎖狀態(tài)下，零序過壓保護(hù)狀態(tài)是否滿足保護(hù)條件，而滿足保護(hù)條件則要求必須同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能。其中，零序電壓超過定值包括換流變YY和YD繞組任一組閥側(cè)的零序電壓超過定值，定值是指直流保護(hù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的保護(hù)閾值。

當(dāng)零序電壓超過定值時，即存在零序過電壓時，需要對換流器進(jìn)行零序過壓保護(hù)，此時，必須同時滿足零序過壓保護(hù)投入和觸發(fā)脈沖使能，才能滿足閉鎖狀態(tài)下的保護(hù)條件，直流保護(hù)系統(tǒng)才會控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作，否則，直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

結(jié)合實(shí)施例二，本發(fā)明實(shí)施例四如圖4所示，所述換流器處于解鎖狀態(tài)，則所述方法還包括：

步驟S401，獲取所述換流器的零序過壓保護(hù)狀態(tài)，所述零序過壓保護(hù)狀態(tài)包括零序電壓是否超過定值、零序過壓保護(hù)是否投入以及觸發(fā)脈沖是否使能。

步驟S402，判斷是否同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能。

步驟S403，如果同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能，所述第二邏輯模塊發(fā)送所述二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作

步驟S404，如果零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能中，至少一條不成立，所述第二邏輯模塊不發(fā)送所述二段保護(hù)指令，所述直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

步驟S402用于判斷換流器在解鎖狀態(tài)下，零序過壓保護(hù)狀態(tài)是否滿足保護(hù)條件，而滿足保護(hù)條件則要求必須同時滿足零序電壓超過定值、零序過壓保護(hù)投入以及觸發(fā)脈沖使能。其中，零序電壓超過定值包括換流變YY和YD繞組任一組閥側(cè)的零序電壓超過定值，定值是指直流保護(hù)系統(tǒng)預(yù)先設(shè)定的保護(hù)閾值。

當(dāng)零序電壓超過定值時，即存在零序過電壓時，需要對換流器進(jìn)行零序過壓保護(hù)，此時，必須同時滿足零序過壓保護(hù)投入和觸發(fā)脈沖使能，才能滿足解鎖狀態(tài)下的保護(hù)條件，直流保護(hù)系統(tǒng)才會控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作，否則，直流保護(hù)系統(tǒng)不執(zhí)行保護(hù)動作。

結(jié)合實(shí)施例三和實(shí)施例四，圖5為本發(fā)明實(shí)施例五示出的一種優(yōu)化后的換流器零序過壓保護(hù)邏輯圖，第一邏輯模塊采用與門，只有其輸入端同時滿足零序電壓超過定值、換流器直流電流IdH小于0.02p.u.、零序過壓保護(hù)投入、交流進(jìn)線斷路器閉合和觸發(fā)脈沖使能，則第一邏輯模塊的輸出端才會發(fā)送一段保護(hù)指令，一段保護(hù)指令即為換流器閉鎖狀態(tài)下的保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作，一段出口執(zhí)行的保護(hù)動作為禁止換流器解鎖，從而能有效切除故障，實(shí)現(xiàn)保護(hù)高壓直流設(shè)備，保證直流輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的目的。

第二邏輯模塊同樣采用與門，只要其輸入端同時滿足零序電壓超過定值、換流器直流電流IdH大于或等于0.1p.u.、零序過壓保護(hù)投入、觸發(fā)脈沖使能和換流器處于解鎖狀態(tài)，則第二邏輯模塊的輸出端才會發(fā)送二段保護(hù)指令，二段保護(hù)指令即為換流器解鎖狀態(tài)下的保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)所述二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作，二段出口執(zhí)行的保護(hù)動作為發(fā)出告警，可以快速及時地提醒運(yùn)行人員換流器閥側(cè)電壓出現(xiàn)異常，運(yùn)行人員需檢修并排除故障，從而避免末屏電壓互感器的壓敏電阻和分壓電容在過電壓下?lián)p壞，利于直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

其中，零序電壓超過定值包括換流變YY繞組閥側(cè)的零序電壓超過定值，用公式表達(dá)即為UVY_a+UVY_b+UVY_c﹥Δ，以及換流變YD繞組閥側(cè)的零序電壓超過定值，用公式表達(dá)即為UVD_a+UVD_b+UVD_c﹥Δ。

式中：UVY_a+UVY_b+UVY_c為換流變YY繞組閥側(cè)的零序電壓，UVD_a+UVD_b+UVD_c為換流變YD繞組閥側(cè)的零序電壓，Δ為定值。零序電壓超過定值采用或門進(jìn)行判定，即UVY_a+UVY_b+UVY_c﹥Δ和UVD_a+UVD_b+UVD_c﹥Δ中，至少有一個成立，則判定結(jié)果為零序電壓超過定值。

由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明提供一種換流器零序過壓保護(hù)邏輯的優(yōu)化方法，根據(jù)優(yōu)化后的保護(hù)邏輯，換流器零序過壓保護(hù)共分為兩段，當(dāng)換流器處于閉鎖狀態(tài)時，由第一邏輯模塊發(fā)送一段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)一段保護(hù)指令，控制一段出口執(zhí)行保護(hù)動作；當(dāng)換流器處于解鎖狀態(tài)時，由第二邏輯模塊發(fā)送二段保護(hù)指令，直流保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)二段保護(hù)指令，控制二段出口執(zhí)行保護(hù)動作。換流器解鎖時，如果換流器閥側(cè)末屏電壓互感器的分壓電容和保護(hù)屏柜二次PT電感之間出現(xiàn)諧振，二段出口執(zhí)行的保護(hù)動作會提醒運(yùn)行人員閥側(cè)電壓出現(xiàn)異常，并盡快排除故障，從而避免壓敏電阻和分壓電容在過電壓下?lián)p壞。本發(fā)明提供換流器閉鎖和解鎖狀態(tài)的零序過壓保護(hù)，能根據(jù)換流器的運(yùn)行狀態(tài)，選擇最有效最快速的保護(hù)方式，有利于直流輸電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

本領(lǐng)域技術(shù)人員在考慮說明書及實(shí)踐這里公開的發(fā)明后，將容易想到本發(fā)明的其它實(shí)施方案。本申請旨在涵蓋本發(fā)明的任何變型、用途或者適應(yīng)性變化，這些變型、用途或者適應(yīng)性變化遵循本發(fā)明的一般性原理并包括本發(fā)明未公開的本技術(shù)領(lǐng)域中的公知常識或慣用技術(shù)手段。說明書和實(shí)施例僅被視為示例性的，本發(fā)明的真正范圍和精神由下面的權(quán)利要求指出。

應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不局限于上面已經(jīng)描述并在附圖中示出的精確結(jié)構(gòu)，并且可以在不脫離其范圍進(jìn)行各種修改和改變。本發(fā)明的范圍僅由所附的權(quán)利要求來限制。