CN103117531A - 防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法，（1）原始刀闸位置提供合位、分位双位置信号，通过相互校验，刀闸位置形成新的位置信号，称为分位合成信号或合位合成信号；（2）在防止刀闸位置错误保护逻辑中计算模拟量时，采用分位合成信号取反信号进行选择，若该值为1，则保护认为刀闸在合位，模拟量取实际采样值，若该值为0，则保护认为刀闸在分位，模拟量强制取0；（3）在防止刀闸位置错误保护逻辑中判断运行方式时，采用合位合成信号进行逻辑运算。在高压直流输电工程中，按上述方法处理后，即使刀闸位置出现错误时，保护也不会误动，并且经一定延时可发出报警信号。

Description

防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法
技术领域
本发明涉及一种继电保护技术，具体涉及一种防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法，尤其适用于直流双极区保护，和相关的继电保护装置。
背景技术
直流输电具有多种灵活的运行方式，比如单极大地运行、双极大地运行、单极金属回线运行等，这些运行方式的切换都是通过对双极区的多个隔离刀闸或直流断路器的操作在线完成的，运行方式切换前后、包括切换过程中，都不能失去保护，因而对直流保护的基本要求是，在不同的运行方式下，其保护原理能够在线自动投退、切换，以及采取不同的出口方式，因此直流保护需要采集双极区的断路器、刀闸的位置信号。
另一方面，为了提高直流输电的可用率，在对双极区设备进行检修时，一般不是双极同时停运，而是只停运一个极，另一极可以金属回线运行，在对有关电流互感器进行注流试验时，这些电流不是系统本身的电流，它的存在破坏了电流的平衡原理，对于差动原理或过流原理的保护来说，可能会引起误动作，因此需要对这些电流进行处理，常用的方法是判断该电流互感器两侧或一侧的隔离刀闸是否在合位，如在合位，则该电流应计入保护，如在分位，则表示该电流不是系统本身的电流，可能是试验时注入的电流，不需要计入保护。
上面两个方面的要求，使得直流保护必须采集双极区的断路器、隔离刀闸的位置信号，但是，运行经验表明，这些断路器或隔离刀闸的位置接点并不可靠，特别是投运多年的直流工程，继电器出现接点粘连的情况时有发生，也有的是提供信号电源的空气开关故障，造成位置信号无法上送。例如2011年1月31日，由于某个刀闸位置信号电源的空开跳开，导致保护无法正确获取该刀闸状态，葛洲坝换流站双极中性线差动保护动作，造成极II闭锁。
由此可见，由于刀闸位置信号的不可靠，增加了直流保护误动的风险，不能满足系统的可靠性要求，需要探索一种防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法。
发明内容
本发明的目的：在高压直流输电工程中需要采集刀闸位置信号构成直流保护，而刀闸的继电器接点容易发生故障，或者是提供信号电源的空气开关容易出现故障，造成直流保护误动，本发明提出一种防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法。
本发明的技术解决方案是：防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法：
（1）原始刀闸位置提供合位、分位双位置信号，通过相互校验，刀闸位置形成新的位置信号，称为分位合成信号或合位合成信号；所述相互校验的具体方法为：
a、合位信号为1，同时分位信号为0，则判为合位；分位合成信号=0，合位合成信号=1；
b、合位信号为0，同时分位信号为1，则判为分位；分位合成信号=1，合位合成信号=0；
c、合位信号为0，同时分位信号为0，则判为刀闸在移动状态或信号电源丢失；分位合成信号=0，合位合成信号=0；
d、合位信号为1，同时分位信号为1，则判为刀闸位置出错；分位合成信号=0，合位合成信号=0；
（2）在防止刀闸位置错误保护逻辑中计算模拟量时，采用分位合成信号取反信号进行选择，若该值为1，则保护认为刀闸在合位，模拟量取实际采样值，若该值为0，则保护认为刀闸在分位，模拟量强制取0；
（3）在防止刀闸位置错误保护逻辑中判断运行方式时，采用合位合成信号进行逻辑运算，若该值为1，则保护认为当前处于该高压直流运行方式，相关保护投入，若该值为0，则保护认为当前不是处于该高压直流运行方式，相关保护退出。
进一步的，当判为刀闸位置出错后，经一定延时后报警，延时范围为5～20秒。
进一步的，所述步骤（3）中，高压直流运行方式是单极大地运行、双极大地运行、金属回线运行。
本发明的有益效果是：由于刀闸位置信号的不可靠，增加了直流保护误动的风险，不能满足系统的可靠性要求，本发明提出了一种防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法。在高压直流输电工程中，按上述方法处理后，即使刀闸位置出现错误时，保护也不会误动，并且经一定延时可发出报警信号，提醒运行人员进行检查，尽快排除故障，避免保护带缺陷运行，以提高系统的可靠性。
附图说明
图1为软件对原始刀闸位置相互校验的逻辑示意图
图2为软件对保护运算中使用的模拟量进行选择的逻辑示意图
图3为刀闸位置出错后的报警逻辑示意图
具体实施方式
1.原始刀闸位置必须提供合位、分位双位置信号，在保护软件中通过相互校验，形成新的位置信号，本发明称为分位合成信号，或合位合成信号。以极中性母线上的隔离刀闸P_WN_Q11为例，逻辑示意图见图1所示，图中P_WN__Q11_OPEN和P_WN_Q11_CLOSE为该刀闸的原始分合位置，P_WN_Q11_OPEN_IND和P_WN_Q11_CLOSE_IND为经（软件）相互校验后的合成位置信号。具体的讲也即：
Figure BDA00002812978100021
合位为1，同时分位为0，则判为合位（分位合成信号=0，合位合成信号=1）；
Figure BDA00002812978100022
合位为0，同时分位为1，则判为分位（分位合成信号=1，合位合成信号=0）；
Figure BDA00002812978100031
合位为0，同时分位为0，则判为刀闸在移动状态或信号电源丢失（分位合成信号=0，合位合成信号=0）；
Figure BDA00002812978100032
合位为1，同时分位为1，则判为刀闸位置出错（分位合成信号=0，合位合成信号=0）。
因此，当刀闸位置出错时，不管是由于接点粘连造成的，还是由于信号电源丢失造成的，经软件相互校验后，合成的分位、合位均为0。
2.在保护逻辑中计算模拟量时，采用分位合成信号取反信号进行选择，若该值为1，则保护认为刀闸在合位，模拟量取实际采样值，若该值为0，则保护认为刀闸在分位，模拟量强制取0。以极中性母线电流的计算为例，逻辑示意图见图2，图中IDNE为实际采样值，IDNE_SW为经过选择之后的模拟量，也即进入保护运算的模拟量。
按上述方法处理后，即使刀闸位置出现错误时，保护也不会误动，具体分析为:
（1）若实际刀闸在合位，则刀闸位置正常时分位合成信号=0，合位合成信号=1，用分位合成信号取反可得到正确位置。而刀闸位置错误时，分位合成信号=0，合位合成信号=0，分位合成信号的值没有改变，仍可得到正确位置，因此按分位合成信号取反的方式进行选择，可使得刀闸位置发生错误的前后计算值不变，保护不会感受到刀闸位置的变化，因此不会误动。
（2）若实际刀闸在分位，则刀闸位置正常时分位合成信号=1，合位合成信号=0，用分位合成信号取反可得到正确位置。而刀闸位置错误时，分位合成信号=0，合位合成信号=0，用分位合成信号取反会误判为刀闸在合位，则会把电流量计算进保护，但此时由于实际刀闸在分位，实际电流为0，即使计算进保护仍不会影响最后计算结果，不会造成保护误动。
3.在保护逻辑中判断诸如单极大地运行、双极大地运行、金属回线运行等运行方式时，采用合位合成信号，若该值为1，则保护认为当前处于该运行方式，相关保护原理投入，若该值为0，则保护认为当前不是处于该运行方式，相关保护退出。
按上述方法处理后，即使刀闸位置出现错误时，保护也不会误动，具体分析为:
（1）若实际刀闸在合位，则刀闸位置正常时分位合成信号=0，合位合成信号=1，用合位合成信号可得到正确位置。而刀闸位置错误时，分位合成信号=0，合位合成信号=0，合位合成信号发生改变，保护会误判为该运行方式不存在，相关保护退出，不会造成保护误动。此时表面上增加了保护拒动的风险，但实际工程应用中保护都是冗余配置，且每个保护区域具有多种不同的保护原理，因此，这种情况下，应考虑防止误动优先于防止拒动。
（2）若实际刀闸在分位，则刀闸位置正常时分位合成信号=1，合位合成信号=0，用合位合成信号可得到正确位置。而刀闸位置错误时，分位合成信号=0，合位合成信号=0，合位合成信号的值没有发生变化，仍可得到正确位置，保护不会感受到刀闸位置的变化，因此不会误动。
4.刀闸位置出错后，经一定延时后报警，提醒运行人员进行检查，尽快排除故障，避免保护带缺陷运行，以提高系统的可靠性。由于刀闸正常操作时，在刀闸触头移动的过程中，分位和合位信号都为0，与刀闸位置错误的结果一样，因此报警逻辑延时的选取应躲过这种情况，延时范围为5～20秒，逻辑示意图见图3。
直流控制保护系统用到的所有断路器、刀闸，其原始刀闸位置必须提供双位置信号。按图1所示，对所有断路器、刀闸的原始刀闸位置，在软件中进行相互校验，形成新的合成位置信号，本发明称为分位合成信号，或合位合成信号。
按图2所示，采用分位合成信号取反信号对模拟量进行选择，选择后的结果进入保护逻辑运算。
保护软件中，采用合位合成信号进行诸如单极大地运行、双极大地运行、金属回线运行等运行方式的判断，相关保护投入或退出。
按图3所示，刀闸位置出错后，经一定延时报警，延时需躲过刀闸正常操作时触头移动的时间，本发明取10秒钟。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (3)

1.防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法，其特征在于：
（1）原始刀闸位置提供合位、分位双位置信号，通过相互校验，刀闸位置形成新的位置信号，称为分位合成信号或合位合成信号；所述相互校验的具体方法为：
a、合位信号为1，同时分位信号为0，则判为合位；分位合成信号=0，合位合成信号=1；
b、合位信号为0，同时分位信号为1，则判为分位；分位合成信号=1，合位合成信号=0；
c、合位信号为0，同时分位信号为0，则判为刀闸在移动状态或信号电源丢失；分位合成信号=0，合位合成信号=0；
d、合位信号为1，同时分位信号为1，则判为刀闸位置出错；分位合成信号=0，合位合成信号=0；
（2）在防止刀闸位置错误保护逻辑中计算模拟量时，采用分位合成信号取反信号进行选择，若该值为1，则保护认为刀闸在合位，模拟量取实际采样值，若该值为0，则保护认为刀闸在分位，模拟量强制取0；
（3）在防止刀闸位置错误保护逻辑中判断运行方式时，采用合位合成信号进行逻辑运算，若该值为1，则保护认为当前处于该高压直流运行方式，相关保护投入，若该值为0，则保护认为当前不是处于该高压直流运行方式，相关保护退出。
2.如权利要求1所述的防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法，其特征在于，当判为刀闸位置出错后，经一定延时后报警，延时范围为5～20秒。
3.如权利要求1所述的防止刀闸位置错误造成直流保护误动的方法，其特征在于，所述步骤（3）中，高压直流运行方式是单极大地运行、双极大地运行、金属回线运行。
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