CN103095282B - 直流控制保护系统与换流变的优化接口装置及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
一种直流控制保护系统与换流变的优化接口装置，用于连接不同技术路线的直流控制保护系统和换流变，直流控制保护系统发出启动冷却器指令和停止冷却器指令，换流变包括冷却器、冷却器控制器，该冷却器控制器控制该冷却器的启动与停止状态，该冷却器控制器上设有电源公共端、输入端，直流控制保护系统与换流变的优化接口装置包括继电器-KL1，该继电器-KL1上设有四个接入端点，分别为端点一A1、端点二A2、端点三B1、端点四B2，该继电器-KL1上还设有两个常开辅助触点，分别为常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2。本发明实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，使设备运行过程更加安全，日常使用和维护更加方便，减小了工作量。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电技术中直流控制保护系统与换流变的接口领域，特别是一种直流控制保护系统与换流变的优化接口装置及其实现方法。
背景技术
目前直流输电工程中的直流控制保护系统常采用两种技术路线，第一种是ABB公司技术路线的直流控制保护系统，第二种是西门子公司技术路线的直流控制保护系统。换流变压器又简称换流变，换流变是换流站中的主要设备，换流变也主要有上述两种技术路线的换流变。
在实际工程中，存在同一家换流站中出现直流控制保护系统与换流变不对应的情况，这时就需要提供一种接口方案，将不对应的直流控制保护系统与换流变相配合。在西门子的直流控制保护系统的技术路线中，冷却器可以由直流控制保护系统远方启动和停止，同时可受换流变的冷却器控制器来控制风扇的投入组数、风扇的转速、油泵投入的组数；而在ABB的直流控制保护系统的技术路线中，冷却器的启动、停止、以及风扇投入的组数、风扇的转速完全不受直流控制保护系统控制，仅由换流变的冷却器控制器单独控制；西门子的直流控制保护系统在投入一组换流变之前，首先会发出启动冷却器的指令，并判断该换流变的冷却器是否运行良好，再判断换流变是否还存在其他故障，如果一切正常，则直流控制保护系统会产生一个Ready信号，直流控制保护系统产生Ready信号后，开放换流变的带电逻辑，允许对换流变进行带电；由于ABB的换 流变其冷却器完全受其自身的冷却器控制器控制，不受直流控制保护系统控制，因此ABB的控制保护无上述冷却器的状态判断逻辑。
目前，当一个站内出现西门子路线的控制保护系统与ABB路线的换流变进行接口时，一般采取的方案是通过更改西门子控制保护系统的控制逻辑来实现，取消了直流控制保护系统对冷却器的启动和停止功能，换流变的冷却器完全由换流变的冷却器控制器来控制。
采用更改直流控制保护系统的控制逻辑的方式存在以下问题：
1、直流控制保护系统对换流变的控制是开环的。直流控制保护系统不掌握换流变的运行状态，始终认为换流变处于Ready状态，当换流变出现故障时，直流控制保护系统还开放换流变的带电逻辑，使处于故障中的换流变进行带电，会对设备产生不利影响，降低了系统的可靠性。
2、无法实现对换流变冷却器的远程控制。由于换流变的冷却器完全不受直流控制保护系统的控制，需要亲赴现场对冷却器进行操作，增加了日常运行和维护的工作量。
3、直流控制保护系统的软件版本可能不一致。同一个换流站中可能既有ABB技术路线的换流变，也有西门子技术路线的换流变，对应不同技术路线的换流变的直流控制保护逻辑不一致，软件版本也不一致。一个直流工程的换流站分为整流站和逆变站两个站，两个站内的换流变也很可能不是同一个厂家的产品，因此整流站和逆变站的直流控制保护软件版本也不一致。由于直流控制保护系统的软件极其复杂，软件版本不一致，会给系统调试、软件维护、软件测试带来极大的不便，同时增加了安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能够实现闭环、远程控制、保持控制保护软件版本一致的不同技术路线之间的直流控制保护系统与换流变优化接口装置。
本发明的另一个目的在于提供一种能够实现闭环、远程控制、保持控制保护软件版本一致的不同技术路线之间的直流控制保护系统与换流变优化接口方法。
为了实现本发明的目的，采取的技术方案是：
一种直流控制保护系统与换流变的优化接口装置，用于连接不同技术路线中的直流控制保护系统和换流变，直流控制保护系统发出启动冷却器指令和停止冷却器指令，换流变包括冷却器、冷却器控制器，该冷却器控制器控制该冷却器的启动与停止状态，该冷却器控制器上设有电源公共端、输入端，直流控制保护系统与换流变的优化接口装置包括继电器-KL1，该继电器-KL1上设有四个接入端点，分别为端点一A1、端点二A2、端点三B1、端点四B2，该继电器-KL1上还设有两个常开辅助触点，分别为常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2，其中：
启动冷却器指令接到端点一A1；停止冷却器指令串接到常开辅助触点一a1上；常开辅助触点一a1与端点三B1连接；端点二A2与端点三B1并联接入到直流控制保护系统中的电源上；常开辅助触点二a2一端接在冷却器控制器的电源公共端，另一端接在冷却器控制器的输入端。
直流控制保护系统发出启动和停止冷却器指令，不同的指令对应继电器开关不同的闭合状态，当发出启动冷却器指令时，继电器的端点一A1、端点二A2带电，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2均闭合，冷却器控制器的输入端输入高电平，冷却器启动，当发出停止冷却器指令时，继电器的端点三B1、端点四B2带电，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2均断开，冷却器控制器 输入低电平，冷却器停止工作，本发明的优化接口方案不但实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，还实现了操作人员对换流变的运程控制，使设备运行过程更加安全，日常使用和维护更加方便，减小了工作量。
本发明还提供一种直流控制保护系统与换流变优化接口方法，当直流控制保护系统发出启动冷却器指令时，继电器-KL1的端点一A1、端点二A2带电；端点一A1、端点二A2带电时，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2闭合；冷却器控制器的输入端输入高电平；
当直流控制保护系统发出停止冷却器指令时，继电器-KL1的端点三B1、端点四B2带电；端点三B1、端点四B2带电时，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2断开；冷却器控制器的输入端输入低电平；
冷却器控制器通过判断输入端的电平，来控制换流变的冷却器的启停，当输入端为高电平时，冷却器控制器控制冷却器启动；当输入端为低电平时，冷却器控制器控制冷却器停止工作。本发明实现了直流控制保护系统对换流变的闭环、远程控制，方便了用户的使用，减少了用户的工作量。
在其中一个实施例中，ABB技术路线的换流变的冷却器控制模式为：当换流变带电，且换流变温度低于冷却器设定的启动温度时，至少启动一组冷却器，该冷却器保持最低转速运行；当换流变带电时，且换流变温度达到冷却器设定的启动温度时，冷却器控制器根据当前的温度来决定开启冷却器的组数以及冷却器的转速。ABB技术路线的换流变，其冷却器原来的运行模式为，换流变带电后，根据换流变温度决定是否启动冷却器、冷却器启动的组数和冷却器的转速，当换流变温度低于冷却器设定的启动温度时，冷却器将不启动；本发明中冷却器的运行模式更改为换流变温度低于冷却器的启动条件时，也会至少启动一组冷却器，使得不管是西门子技术路线的换流变还是ABB技术路线的换流变，其 直流控制保护软件版本能够保持一致，方便了系统调试、软件维护和软件测试，提高了可靠性，减少了人为因素导致的安全隐患。
在其中一个实施例中，直流控制保护系统在投入一组换流变之前，会先发出启动冷却器指令，冷却器控制器获得该指令后，会判断换流变当前的温度，如果换流变当前的温度低于冷却器设定的启动温度时，则启动一组冷却器，冷却器保持低转速运行；如果换流变当前的温度达到冷却器设定的启动温度时，则根据该温度来启动相应数量的冷却器组数以及冷却器的转速，直流控制保护系统采集到冷却器的运行状态，并判断冷却器的运行状态是否正常，如果冷却器运行状态正常，并且换流变设备无其他异常信号，则直流控制保护系统会产生一个Ready信号，并开放换流变的带电逻辑，允许换流变进行带电。本发明中，直流控制保护系统需要判断冷却器的运行状态是否正常，只有在冷却器运行状态正常时，才会发出一个Ready信号，并开放换流变的带电逻辑，允许换流变带电，这样的控制模式实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，避免了对故障设备的再次充电，更加安全可靠。
本发明的优点是：
本发明的优化接口装置实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，对设备提供了更全面的控制和保护；实现了操作人员对换流变的运程控制，提高自动化水平，提高工作效率；使得同一个站内出现西门子和ABB两种技术路线的换流变时，直流控制保护的软件版本保持一致，极大的方便了系统调试、软件维护和软件测试，提高了可靠性；接口简单、实用性强；本发明很好的支撑了不同技术路线的直流控制保护与换流变在同一个工程的使用，有利于换流站工程建设的设备选型与采购，不再局限同一个工程只能选用一个技术路线的产品。
附图说明
图1是本发明直流控制保护系统与换流变优化接口装置的框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明：
参阅图1，在本发明的实施例中，直流控制保护系统与换流变的优化接口装置，用于连接不同技术路线中的直流控制保护系统和换流变，直流控制保护系统发出启动冷却器指令和停止冷却器指令，换流器包括冷却器、冷却器控制器，该冷却器控制控制该冷却器的启动与停止状态，该冷却器控制器上设有电源公共端、输入端，直流控制保护与换流变的优化接口方案包括继电器-KL1，该继电器-KL1上设有四个接入端点，分别为端点一A1、端点二A2、端点三B1、端点四B2，该继电器-KL1上还设有两个常开辅助触点，分别为常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2，其中：
启动冷却器指令接到端点一A1；停止冷却器指令串接到常开辅助触点一a1上；常开辅助触点一A1与端点三B1连接；端点二A2与端点三B1并联接入到直流控制保护系统中的电源上；常开辅助触点二a2一端接在冷却器控制器的电源公共端，另一端接在冷却器控制器的输入端。
直流控制保护系统与换流变的优化接口装置实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，对设备提供了更全面的控制和保护；实现了操作人员对换流变的运程控制，提高自动化水平，提高工作效率；使得同一个站内出现西门子和ABB两种技术路线的换流变时，直流控制保护的软件版本保持一致，极大的方便了系统调试、软件维护和软件测试，提高了可靠性；接口简单、实用性强； 本发明很好的支撑了不同技术路线的直流控制保护与换流变在同一个工程的使用，有利于换流站工程建设的设备选型与采购，不再局限同一个工程只能选用一个技术路线的产品。
一种直流控制保护系统与换流变优化接口方案的实现方法，当直流控制保护系统发出启动冷却器指令时，继电器-KL1的端点一A1、端点二A2带电；端点一A1、端点二A2带电时，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2闭合；冷却器控制器的输入端输入高电平；
当直流控制保护系统发出停止冷却器指令时，继电器-KL1的端点三B1、端点四B2带电；端点三B1、端点四B2带电时，常开辅助触点一a1、常开辅助触点二a2断开；冷却器控制器的输入端输入低电平；
冷却器控制器通过判断输入端的电平，来控制换流变的冷却器的启停，当输入端为高电平时，冷却器控制器控制冷却器启动；当输入端为低电平时，冷却器控制器控制冷却器停止工作。本发明实现了直流控制保护系统对换流变的闭环、远程控制，方便了用户的使用，减少了用户的工作量。
将ABB技术路线的换流变的冷却器控制模式更改如下：当换流变带电，且换流变温度低于冷却器设定的启动温度时，也要至少启动一组冷却器，该冷却器保持最低转速运行；当换流变带电时，且换流变温度达到冷却器设定的启动温度时，冷却器控制器根据当前的温度来决定开启冷却器的组数以及冷却器的转速。冷却器的运行模式更改为换流变温度低于冷却器的启动条件时，也会至少启动一组冷却器。使得不管是西门子技术路线的换流变还是ABB技术路线的换流变，其直流控制保护软件版本能够保持一致，方便了系统调试、软件维护和软件测试，提高了可靠性，减少了人为因素导致的安全隐患。
直流控制保护系统在投入一组换流变之前，会先发出启动冷却器指令。冷 却器控制器获得该指令后，会判断换流变当前的温度，如果换流变当前的温度低于冷却器设定的启动温度时，则启动一组冷却器，冷却器保持低转速运行；如果换流变当前的温度达到冷却器设定的启动温度时，则根据该温度来启动相应数量的冷却器组数以及冷却器的转速。直流控制保护系统采集冷却器的运行状态，并判断冷却器的运行状态是否正常，如果冷却器运行状态正常，并且换流变设备无其他异常信号，则直流控制保护系统会产生一个Ready信号，并开放换流变的带电逻辑，允许换流变进行带电。直流控制保护系统需要判断冷却器的运行状态是否正常，只有在冷却器运行状态正常时，才会发出一个Ready信号，并开放换流变的带电逻辑，允许换流变带电，这样的控制模式实现了直流控制保护系统对换流变的闭环控制，避免了对故障设备的再次充电，更加安全可靠。
不同技术路线的换流变差异表
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。
Claims (4)
1.一种直流控制保护系统与换流变的优化接口装置，用于连接不同技术路线的直流控制保护系统和换流变，直流控制保护系统发出启动冷却器指令和停止冷却器指令，换流变包括冷却器、冷却器控制器，该冷却器控制器控制该冷却器的启动与停止状态，该冷却器控制器上设有电源公共端、输入端，其特征在于，直流控制保护系统与换流变的优化接口装置包括继电器(-KL1)，该继电器(-KL1)上设有四个接入端点，分别为端点一(A1)、端点二(A2)、端点三(B1)、端点四(B2)，该继电器(-KL1)上还设有两个常开辅助触点，分别为常开辅助触点一(a1)、常开辅助触点二(a2)，其中：
启动冷却器指令接到端点一(A1)；停止冷却器指令串接到常开辅助触点一(a1)上；常开辅助触点一(a1)与端点三(B1)连接；端点二(A2)与端点三(B1)并联接入到直流控制保护系统中的电源上；常开辅助触点二(a2)一端接在冷却器控制器的电源公共端，另一端接在冷却器控制器的输入端。
2.根据权利要求1所述的直流控制保护系统与换流变的优化接口装置的直流控制保护系统与换流变的优化接口方法，其特征在于，
当直流控制保护系统发出启动冷却器指令时，继电器(-KL1)的端点一(A1)、端点二(A2)带电；端点一(A1)、端点二(A2)带电时，常开辅助触点一(a1)、常开辅助触点二(a2)闭合；冷却器控制器的输入端输入高电平；
当直流控制保护系统发出停止冷却器指令时，继电器(-KL1)的端点三(B1)、端点四(B2)带电；端点三(B1)、端点四(B2)带电时，常开辅助触点一(a1)、常开辅助触点二(a2)断开；冷却器控制器的输入端输入低电平；
冷却器控制器通过判断输入端的电平，来控制换流变的冷却器的启停，当输入端为高电平时，冷却器控制器控制冷却器启动；当输入端为低电平时，冷却器控制器控制冷却器停止工作。
3.根据权利要求2所述的直流控制保护系统与换流变的优化接口方法，其特征在于，ABB技术路线的换流变的冷却器控制模式为：当换流变带电，且换流变温度低于冷却器设定的启动温度时，至少启动一组冷却器，该冷却器保持最低转速运行；当换流变带电时，且换流变温度达到冷却器设定的启动温度时，冷却器控制器根据当前的温度来决定开启冷却器的组数以及冷却器的转速。
4.根据权利要求2所述的直流控制保护系统与换流变的优化接口方法，其特征在于，直流控制保护系统在投入一组换流变之前，会先发出启动冷却器指令，冷却器控制器获得该指令后，会判断换流变当前的温度，如果换流变当前的温度低于冷却器设定的启动温度时，则启动一组冷却器，冷却器保持低转速运行；如果换流变当前的温度达到冷却器设定的启动温度时，则根据该温度来启动相应组数的冷却器，以及控制冷却器的转速，直流控制保护系统采集到冷却器的运行状态，并判断冷却器的运行状态是否正常，如果冷却器运行状态正常，则直流控制保护系统会产生一个Ready信号，并开放换流变的带电逻辑，允许换流变进行带电。
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