CN105823947A - 一种高压直流保护系统现场校验方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压直流保护系统现场校验方法及装置，方法步骤包括：将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连，将被校验直流保护系统的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连；向各个测量通道施加测试量，根据保护动作情况，完成被校验高压直流保护系统现场校验；装置包括测试量加量单元和动作信号采集单元，测试量加量单元包括光电式电流互感器加量模块和零磁通电流互感器加量模块。本发明具有易于实施，无需获知光电式电流互感器光电转换协议、成本低、安全风险小、适用范围广的优点。

Description

一种高压直流保护系统现场校验方法及装置

技术领域

本发明涉及电气工程技术，具体涉及一种高压直流保护系统现场校验方法及装置。

背景技术

随着远距离输电和大区电网互联需求加深，高压直流输电技术被广泛应用于电力系统，（特）高压直流输电工程已成为大型跨区电网不可或缺的一部分。高压直流输电性能很大程度依赖其控制与保护系统。作为核心设备高压直流保护系统，通过光电式电流互感器、零磁通电流互感器、直流分压器等直流测量设备，采集高压直流输电工程的运行状态量，判别是否存在异常或故障，并采取不同的动作措施。现有针对高压直流保护系统的校验方法，仅有以下两种：或与数模仿真系统（如RTDS）连接模拟一次设备故障校验保护动作情况或直接在一次设备上现场模拟故障校验保护动作情况。前者只能在具备数模仿真系统环境的实验室完成，现场无法开展。而后者需要拆接一次设备或使用能输出大电流的功率源，耗时、耗力、安全风险极大，且有些工况和故障状态无法模拟。故目前只在基建调试阶段开展高压直流保护系统的校验。在运维检修阶段，缺乏一种便捷、有效的高压直流保护系统现场校验装置及方法。而长期无法校验高压直流保护，对于已投运的（特）高压直流输电工程，特别是投运较久的高压直流输电工程，存在严重隐患。

现有的针对高压直流保护系统的现场校验方法较少，且实际应用存在较大技术障碍，如申请号为CN201410194153.4的中国专利文献公开了一种直流保护校验方法，忽视了光电式电流互感器、零磁通电流互感器与常规交流电子式电流互感器的差异，通过光电式电流互感器、零磁通电流互感器采集后提供给直流保护的数据为数字信号，而非二次电流模拟信号，无法用电流发生器模拟。再如申请号为CN201010284079.7的中国专利文献公开了一种直流保护测试装置以及测试方法，忽视了目前光电式电流互感器光电转换多采用私有协议，且技术保密，无法对光信号进行有效解析的现状；这些校验装置和方法均无法便捷、有效地应用于高压直流保护的现场校验。此外，现场校验无法向实验室校验一样，通过数模仿真系统（如RTDS）校验直流保护动作时间，现有的针对高压直流保护系统的现场校验方法，均未提及保护动作时间或时序校验方法，制约了现场校验方法的实用性。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种易于实施，无需获知光电式电流互感器光电转换协议、成本低、安全风险小、适用范围广的高压直流保护系统现场校验方法及装置。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种高压直流保护系统现场校验方法，步骤包括：

1）将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连，所述远动模块与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，将被校验直流保护系统的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连；

2）通过各个直流电压源或者交流电流源分别向被校验高压直流保护系统的各个测量通道施加测试量，根据被校验高压直流保护系统的换流站监控系统查看被校验高压直流保护系统响应施加测试量的保护动作情况，完成对被校验高压直流保护系统的现场校验。

优选地，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护告警动作值校验，详细步骤包括：

A1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护告警判据相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

A2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统告警动作，获取此时与被校验的保护告警判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护告警判据计算当前校验通道的保护告警动作值；

A3）判断所有与被校验的保护告警判据相关的测量通道是否已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护告警判据相关的测量通道作为当前校验通道跳转执行步骤A2）；否则，跳转执行步骤A4）；

A4）计算所有保护告警动作值与被校验高压直流保护系统的直流保护告警动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第一给定误差门槛值，则判定被校验高压直流保护系统的保护告警动作值校验通过，否则判定保护告警动作值校验不通过。

优选地，所述第一给定误差门槛值为直流保护告警动作定值的5%～10%。

优选地，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护闭锁动作值校验，详细步骤包括：

B1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护闭锁判据相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

B2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统闭锁动作，获取此时与被校验的保护闭锁判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护闭锁判据计算当前校验通道的保护闭锁动作值；

B3）判断是否所有与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道作为当前校验通道，跳转执行步骤B2）；否则，跳转执行步骤B4）；

B4）计算所有的保护闭锁动作值与被校验高压直流保护系统的直流保护闭锁动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第二给定误差门槛值，则判定被校验高压直流保护系统的直流保护闭锁动作值校验通过，否则判定直流保护闭锁动作值校验值不通过。

优选地，所述第二给定误差门槛值为直流保护闭锁动作定值的5%～10%。

优选地，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护动作时序校验，详细步骤包括：

C1）模拟高压直流输电工程中的某个工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加测试量；

C2）瞬时大幅度改变其中某一个测量通道的测试量，使得被校验高压直流保护系统告警动作和直流保护闭锁动作，分别记录被校验高压直流保护系统发出直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流的动作时间、直流保护告警信号的动作时间，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流的动作时间两者之间的第一时间差，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护告警信号的动作时间两者之间的第二时间差；

C3）判断发生直流保护告警动作和直流保护闭锁动作的先后顺序和标定顺序相同、所述第一时间差和第一时间差定值之间的误差量不超过第三给定误差门槛值、所述第二时间差和第二时间差定值之间的误差量不超过第四给定误差门槛值三者是否同时成立，如果三者同时成立，则判定被校验高压直流保护系统的保护动作时序校验通过，否则判定保护动作时序校验不通过。

优选地，所述第三给定误差门槛值为10ms；所述第四给定误差门槛值为200ms。

本发明还提供一种高压直流保护系统现场校验装置，包括用于对被校验高压直流保护系统施加校验测试量的测试量加量单元和用于采集被校验高压直流保护系统动作信息的动作信号采集单元，所述测试量加量单元包括光电式电流互感器加量模块和零磁通电流互感器加量模块，所述光电式电流互感器加量模块包括依次串联的第一可调直流电压源和远动模块，所述远动模块与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，所述远动模块的输出端与被校验高压直流保护系统光电式电流互感器测量通道现有的光数字转换器输入端相连；所述零磁通电流互感器加量模块包括第二可调直流电压源，所述第二可调直流电压源与被校验高压直流保护系统零磁通电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。

优选地，所述测试量加量单元还包括直流分压器加量模块，所述直流分压器加量模块包括第三可调直流电压源，所述第三可调直流电压源与被校验高压直流保护系统直流分压器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。

优选地，所述测试量加量单元还包括交流电子式电流互感器加量模块和交流电子式电压互感器加量模块，所述交流电子式电流互感器加量模块包括可调交流电流源，所述可调交流电流源与被校验高压直流保护系统交流电子式电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连；所述交流电子式电压互感器加量模块包括可调交流电压源，所述可调交流电压源与被校验高压直流保护系统交流电子式电压互感器测量通道现有的模数转换模块的输入端相连。

本发明高压直流保护系统现场校验方法将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连，远动模块与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，将被校验直流保护的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连，通过各个直流电压源或者交流电流源分别向被校验高压直流保护系统的各个测量通道施加测试量，根据被校验高压直流保护系统的换流站监控系统查看被校验高压直流保护系统的保护动作情况，完成对被校验高压直流保护系统的现场校验，在无需获知光电式电流互感器光电转换协议的情况下，对高压直流保护系统各测量通道二次侧施加测试量，可完全满足（特）高压直流输电工程高压直流保护系统现场校验的需要具有下述优点：

1、接线简单。无需对被校验高压直流保护系统的一次线路进行拆装，只需在高压直流控制保护室内将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的光数字转换器前端光纤拔下，插入远动模块的输出光纤即可使用，其余测量通道将实现模数转换的测量模块输入回路端子排上外部接线解开，接入试验线即可使用；反之，则恢复。

2、器件或设备（如远动模块、直流电压源、交流电流源）获取方便。所选用的远动模块可直接从被委托的直流保护系统配套的光电式电流互感器厂家购入，其自带光电转换协议与被委托的直流保护系统配套的光电式电流互感器一致，不涉及技术保密；所选用的可输出小电压信号的高精度直流标准源、可输出二次电流信号的交流标准源与可输出二次电压信号的交流标准源均为市场成熟设备，获取方便。

3、可施加量大。对于各种光电式电流互感器、零磁通电流互感器，5倍额定电流对应的二次侧施加的测试量不超过10V，高精度标准源可完全满足需求，即施加等同于5倍一次额定电流的模拟量。

4、安全风险小。整个施加测试量的实施过程可在被委托的直流保护系统所在保护室内完成，且过程中也不会出现危及人身、设备安全的大电流、大电压的情况。

5、适用范围广。可根据被委托的直流保护系统的不同保护，除了将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连意外，还将被校验直流保护的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连，因此灵活配置其余测量通道的测试量施加情况等，基本可满足所有高压直流保护现场校验需求。

6、被校验高压直流保护系统对施加测试量的动作响应情况可以采用现有的换流站站监控系统实现，能直接在显示界面获取直流动作数据，成本大幅度降低，也最方便。

7、本发明涉及的器件简单，且直流电压源、交流电流源可以根据需要采用统一型号直流电压源时，可进一步降低重复配置率，节省成本。

8、针对现场校验无法通过数模仿真系统（如RTDS）模拟一次设备故障校验保护动作情况、无法直接进行保护动作时序校验的情况，本发明通过计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁的动作时间两者之间的第一时间差，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护告警信号的动作时间两者之间的第二时间差，通过对第一时间差、第二时间差进行校验，从而实现了间接的保护动作时序校验，能够充分适应现场无法使用数模仿真系统（如RTDS）模拟一次设备故障的情形，具有校验准确度高、手段简单有效、方便快捷的优点。

附图说明

图1为本发明所提方法实施例的基本流程示意图。

图2为本发明所提装置实施例的连接结构示意图。

图例说明：1、测试量加量单元；11、光电式电流互感器加量模块；111、第一可调直流电压源；112、远动模块；12、零磁通电流互感器加量模块；121、第二可调直流电压源；13、直流分压器加量模块；131、第三可调直流电压源；14、交流电子式电流互感器加量模块；141、可调交流电流源；15、交流电子式电压互感器加量模块；151、可调交流电压源；2、动作信号采集单元。

具体实施方式

下文将以对某±500kV换流站极1阀被校验高压直流保护系统开展现场校验工作为例，对本发明高压直流保护系统现场校验方法及装置进行仅以说明。极1阀直流差动保护相关判据只包括一个光电式电流互感器测量通道和一个零磁通电流互感器测量通道。极1阀直流差动保护系统的保护判据分为告警、闭锁两种，其中告警判据为：VDCDP_IVALVE_DIFF>90A，延时4s告警（VDCDP_ALARM）；闭锁判据为VDCDP_IVALVE_DIFF-0.2×IDNC>1200A，则延时2ms切换系统（VDCDP_SS），再延时15ms闭锁直流(VDCDP_TRIP)。其中VDCDP_IVALVE_DIFF=IDP–IDNC，IDP为阀厅极母线出口电流（取自阀厅高压侧极母线光电式电流互感器P1.U.T1（ABBDOCT4000型）），IDNC为阀厅中性母线出口电流（取自阀厅低压侧中性母线零磁通电流互感器P1.U.T11（ABBDCCT3000型））。该换流站额定直流电流为3000A，对应P1.U.T1的二次测量值（即额定检测电压U）为1.66V，P1.U.T11的二次测量值（即额定检测电压U）为1.66V。该站极1阀直流差动保护定值误差不超过10%。

如图1所示，本实施例高压直流保护系统现场校验方法的步骤包括：

1）将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连，远动模块与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同（ABBDOCT4000型光电式电流互感器远动模块），将被校验直流保护系统的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连；需要说明的，极1阀直流差动保护相关判据虽然只包括一个光电式电流互感器测量通道和一个零磁通电流互感器测量通道，但是对于一般的被校验直流保护系统而言，可能还包括直流分压器测量通道、交流电子式电流互感器测量通道、交流电子式电压互感器测量通道，因此其余测量通道包括零磁通电流互感器测量通道、直流分压器测量通道、交流电子式电流互感器测量通道、交流电子式电压互感器测量通道等的至少一种，对于零磁通电流互感器测量通道而言，则为将被校验高压直流保护系统的零磁通电流互感器测量通道的二次侧依次通过模数转换模块与直流电压源相连；对于直流分压器测量通道、交流电子式电流互感器测量通道、交流电子式电压互感器测量通道而言，则分别将测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连即可。

2）通过各个直流电压源或者交流电流源分别向被校验高压直流保护系统的各个测量通道施加测试量，根据被校验高压直流保护系统的换流站监控系统查看被校验高压直流保护系统响应施加测试量的保护动作情况，完成对被校验高压直流保护系统的现场校验。

如图2所示，本实施例的高压直流保护系统现场校验装置包括用于对被校验高压直流保护系统施加校验测试量的测试量加量单元1和用于采集被校验高压直流保护系统动作信息的动作信号采集单元2，测试量加量单元1包括光电式电流互感器加量模块11和零磁通电流互感器加量模块12，光电式电流互感器加量模块11包括依次串联的第一可调直流电压源111和远动模块112，远动模块112与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，远动模块112的输出端与被校验高压直流保护系统光电式电流互感器测量通道现有的光数字转换器输入端相连；零磁通电流互感器加量模块12包括第二可调直流电压源121，第二可调直流电压源121与被校验高压直流保护系统零磁通电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。由于极1阀直流差动保护相关判据只包括一个光电式电流互感器测量通道和一个零磁通电流互感器测量通道，故测试量加量单元1只包括一个光电式电流互感器加量模块11和一个零磁通电流互感器加量模块12。

光电式电流互感器加量模块11用于P1.U.T1测量通道二次侧施加测试量。远动模块112用于将电压模拟量转换成光信号，与P1.U.T1测量通道本身具有的远动模块的型号相同（ABBDOCT4000型光电式电流互感器远动模块）。其输出端与P1.U.T1测量通道的现有光数字转换器输入端相连；直流电压源用于产生模拟P1.U.T1测量通道的输入校验信号，该校验信号为电压模拟量；第一可调直流电压源111与远动模块112相连形成虚拟测量通道；远动模块112将电压模拟量转换成光信号。

零磁通电流互感器加量模块12用于P1.U.T11测量通道二次侧施加测试量。第二可调直流电压源121用于产生模拟P1.U.T11测量通道的输入校验信号，该校验信号为电压模拟量。第二可调直流电压源121与P1.U.T11测量通道的现有模数转换模块122输入端相连。

如图2所示，本实施例的高压直流保护系统现场校验装置的测试量加量单元1还包括直流分压器加量模块13，直流分压器加量模块13包括第三可调直流电压源131，第三可调直流电压源131与被校验高压直流保护系统直流分压器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。

第一可调直流电压源111、第二可调直流电压源121和第三可调直流电压源131优选同一型号的高精度可调直流电压源，便于提高装置硬件通用性，降低成本。本实施例中，第一可调直流电压源111、第二可调直流电压源121和第三可调直流电压源131的参数如下：输出电压范围为0-10V，准确度（即精度）为±0.01%，分辨率为0.1mV，调节细度为1mV。

如图2所示，本实施例的高压直流保护系统现场校验装置的测试量加量单元1还包括交流电子式电流互感器加量模块14和交流电子式电压互感器加量模块15，交流电子式电流互感器加量模块14包括可调交流电流源141，可调交流电流源141与被校验高压直流保护系统交流电子式电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连；交流电子式电压互感器加量模块15包括可调交流电压源151，可调交流电压源151与被校验高压直流保护系统交流电子式电压互感器测量通道现有的模数转换模块的输入端相连。

毫无疑问，可根据不同需求，灵活配置光电式电流互感器加量模块11、零磁通电流互感器加量模块12、直流分压器加量模块13、交流电子式电流互感器加量模块14、交流电子式电压互感器加量模块15等各种类加量模块个数，以适用于不同的直流保护校验。

本实施例中，可调交流电流源141输出电流的范围是0-40A（单相），准确度（即精度）为±10mA(0.1A~0.5A)、±0.1%(0.5A~10A)、±0.2%(10A~40A)，分辨率为1mA(0.1A~10A)、10mA(10A~40A)，调节细度为10mA(0.1A~10A)、0.1A(10A~40A)。

本实施例中，可调交流电压源151输出电压的范围是0-120V（单相），准确度（即精度）为±10mV(1V~5V)、±0.1%(5V~120V)，分辨率为1mV(1V~5V)、10mV(5V~120V)，调节细度为10mV(1V~5V)、0.1V(5V~120V)。

动作信号采集单元2用于读取待校验的直流保护系统的保护动作情况，本实施例中，动作信号采集单元2优选采用与待校验的高压直流保护系统联接的换流站站监控系统，能直接在显示界面获取直流动作数据，成本大幅度降低，这样不必要另外增加投资，不必另外使用其他的电路或仪器设备来读取数据，成本最低，也最方便。

本实施例中，步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护告警动作值校验，详细步骤包括：

A1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护告警判据（被校验的极1阀直流差动保护告警判据）相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

A2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统告警动作，获取此时与被校验的保护告警判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护告警判据计算当前校验通道的保护告警动作值VDCDP_IVALVE_DIFF；

A3）判断所有与被校验的保护告警判据相关的测量通道是否已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护告警判据相关的测量通道作为当前校验通道跳转执行步骤A2）；否则，跳转执行步骤A4）；

A4）计算所有保护告警动作值VDCDP_IVALVE_DIFF与被校验高压直流保护系统的直流保护告警动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第一给定误差门槛值，则判定被校验极1阀直流差动保护告警动作值校验通过，否则判定被校验极1阀直流差动保护告警动作值校验不通过。

本实施例中，初始测试量为1.66V，即1倍额定检测电压U，对应模拟一次电流值为3000A。本实施例由于极1阀直流差动保护系统包括光电式电流互感器测量通道、零磁通电流互感器测量通道，因此需要遍历执行两次步骤A2）：第一次执行步骤A2）时，逐步增大光电式电流互感器测量通道对应直流电压源输出值，直到待校验的极1阀直流差动保护告警动作，此时光电式电流互感器测量通道对应直流电压源输出值为1.71V，对应模拟一次电流值为3090.4A，告警动作值VDCDP_IVALVE_DIFF为90.4A，与待校验的极1阀直流差动保护告警动作定值（90A）的误差不超过第一给定误差门槛值（10%，即9A）；第二次执行步骤A2）时，逐步减小零磁通电流互感器测量通道对应直流电压源输出值，直到待校验的极1阀直流差动保护告警动作，此时零磁通电流互感器测量通道对应直流电压源输出值为1.61V，对应模拟一次电流值为2909.6A，告警动作值VDCDP_IVALVE_DIFF为90.4A，与待校验的极1阀直流差动保护告警动作定值（90A）的误差不超过第一给定误差门槛值（10%，即9A）。一般而言，第一给定误差门槛值可以根据需要取值为直流保护告警动作定值的5%～10%之间，具体取值需根据高压直流输电工程需求确定，本实施例中第一给定误差门槛值取值为10%（直流保护告警动作定值的10%）。

本实施例中，步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护闭锁动作值校验，详细步骤包括：

B1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护闭锁判据（极1阀直流差动保护闭锁判据）相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

B2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统闭锁动作，获取此时与被校验的保护闭锁判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护闭锁判据计算当前校验通道的保护闭锁动作值；

B3）判断是否所有与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道作为当前校验通道，跳转执行步骤B2）；否则，跳转执行步骤B4）；

B4）计算所有的保护闭锁动作值与被校验高压直流保护系统的直流保护闭锁动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第二给定误差门槛值，则判定被校验极1阀直流差动保护闭锁动作值校验通过，否则判定被校验极1阀直流差动保护闭锁动作值校验不通过。

本实施例中，步骤B1）和保护告警动作值校验的步骤A1）相同，初始测试量为1.66V，即1倍额定检测电压U，对应模拟一次电流值为3000A。本实施例由于极1阀直流差动保护系统包括光电式电流互感器测量通道、零磁通电流互感器测量通道，因此需要遍历执行两次步骤B2）：第一次执行步骤B2）时，逐步增大光电式电流互感器测量通道的直流电压源输出值，直到待校验的极1阀直流差动保护闭锁动作，此时光电式电流互感器测量通道的直流电压源输出值为2.66V，对应模拟一次电流值为4807.2A，VDCDP_IVALVE_DIFF为4807.2A-3000A=1807.2A，本实施例中当前校验通道的保护闭锁动作值具体计算方法为VDCDP_IVALVE_DIFF-0.2×IDNC，因此保护闭锁动作值VDCDP_IVALVE_DIFF-0.2×IDNC为1207.2A，与待校验的极1阀直流差动保护闭锁动作定值（1200A）的误差不超过第二给定误差门槛值（10%，即120A）；第二次执行步骤B2）时，逐步减小零磁通电流互感器测量通道的直流电压源输出值，直到待校验的极1阀直流差动保护闭锁动作，此时零磁通电流互感器测量通道直流电压源输出值为0.825V，对应模拟一次电流值为1491.0A，VDCDP_IVALVE_DIFF为3000A-1491.0A=1509.0A，闭锁动作值VDCDP_IVALVE_DIFF-0.2×IDNC为1210.8A，与待校验的极1阀直流差动保护告警动作定值（1200A）的误差不超过第二给定误差门槛值（10%即120A）。一般而言，第二给定误差门槛值可以根据需要取值为直流保护闭锁动作定值的5%～10%之间，具体取值需根据高压直流输电工程需求确定，本实施例中第二给定误差门槛值取值为10%（直流保护闭锁动作定值的10%）。

本实施例中，步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护动作时序校验，详细步骤包括：

C1）模拟高压直流输电工程中的某个工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加测试量；

C2）瞬时大幅度改变其中某一个测量通道的测试量，使得被校验高压直流保护系统告警动作和直流保护闭锁动作，分别记录被校验高压直流保护系统发出直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流VDCDP_TRIP的动作时间、直流保护告警信号VDCDP_ALARM的动作时间，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流VDCDP_TRIP的动作时间两者之间的第一时间差，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护告警信号VDCDP_ALARM的动作时间两者之间的第二时间差；

C3）判断发生直流保护告警动作和直流保护闭锁动作的先后顺序和标定顺序相同、所述第一时间差和第一时间差定值之间的误差量不超过第三给定误差门槛值、所述第二时间差和第二时间差定值之间的误差量不超过第四给定误差门槛值三者是否同时成立，如果三者同时成立，则判定被校验极1阀直流差动保护动作时序校验通过，否则判定被校验极1阀直流差动保护动作时序校验不通过。

本实施例中，步骤C1）和保护告警动作值校验的步骤A1）相同，初始测试量为1.66V，即1倍额定检测电压U，对应模拟一次电流值为3000A。本实施例，步骤C2）中改变其中某一个测量通道的测试量时，具体是指改变零磁通交流互感器测量通道对应直流电压源输出值为0.80V，对应模拟一次电流值为1445.8A，待校验的极1阀直流差动保护告警、闭锁动作，并分别记录被校验高压直流保护系统记录发出极1阀直流差动保护切换系统信号VDCDP_SS的动作时间15h23m46s324ms、极1阀直流差动保护闭锁直流VDCDP_TRIP的动作时间15h23m46s339ms、极1阀直流差动保护告警信号VDCDP_ALARM的动作时间15h23m50s322ms。因此，计算极1阀直流差动保护切换系统信号VDCDP_SS的动作时间、极1阀直流差动保护闭锁直流VDCDP_TRIP的动作时间两者之间的第一时间差为15ms，计算极1阀直流差动保护切换系统信号VDCDP_SS的动作时间、极1阀直流差动保护告警信号VDCDP_ALARM的动作时间两者之间的第二时间差为3s998ms。待校验的极1阀直流差动保护告警动作时间定值4s，闭锁动作时间定值2ms，因此，实测的闭锁动作先于告警动作，切换系统信号先于闭锁直流信号，与极1阀直流差动保护时间定值先后顺序和标定顺序相同；第一时间差为15ms，与第一时间差定值（15ms）的误差不超过第三给定误差门槛值（10ms）；第二时间差为3s998ms，与第二时间差定值（4s-2ms=3s998ms）的误差不超过第三给定误差门槛值（200ms）。一般而言，第三给定误差门槛值为10ms；第四给定误差门槛值为200ms。

通过前述保护告警动作值校验、保护闭锁动作值校验、保护动作时序校验，验证了实测保护告警动作值、保护闭锁动作值、保护动作时序与待校验的极1阀直流差动保护定值相符合，误差不超过给定误差门槛值，因此，验证通过，说明该极1阀直流差动保护功能正常。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于步骤包括：

1）将被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器测量通道的二次侧依次通过光数字转换器、远动模块和直流电压源相连，所述远动模块与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，将被校验直流保护系统的其余测量通道的二次侧分别通过模数转换模块与直流电压源或者交流电流源相连；

2）通过各个直流电压源或者交流电流源分别向被校验高压直流保护系统的各个测量通道施加测试量，根据被校验高压直流保护系统的换流站监控系统查看被校验高压直流保护系统响应施加测试量的保护动作情况，完成对被校验高压直流保护系统的现场校验。

2.根据权利要求1所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护告警动作值校验，详细步骤包括：

A1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护告警判据相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

A2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统告警动作，获取此时与被校验的保护告警判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护告警判据计算当前校验通道的保护告警动作值；

A3）判断是否所有与被校验的保护告警判据相关的测量通道已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护告警判据相关的测量通道作为当前校验通道，跳转执行步骤A2）；否则，跳转执行步骤A4）；

A4）计算所有保护告警动作值与被校验高压直流保护系统的直流保护告警动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第一给定误差门槛值，则判定被校验高压直流保护系统的保护告警动作值校验通过，否则判定保护告警动作值校验不通过。

3.根据权利要求2所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述第一给定误差门槛值为直流保护告警动作定值的5%～10%。

4.根据权利要求1所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护闭锁动作值校验，详细步骤包括：

B1）模拟高压直流输电工程中的指定工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加初始测试量；针对与被校验的保护闭锁判据相关的各个测量通道，遍历选定一个测量通道作为当前校验通道；

B2）逐步改变当前校验通道的测试量大小直至被校验高压直流保护系统闭锁动作，获取此时与被校验的保护闭锁判据相关的各个通道的一次测试值，根据被校验的保护闭锁判据计算当前校验通道的保护闭锁动作值；

B3）判断是否所有与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道已经遍历完毕，如果尚未遍历完毕则遍历选定下一个与被校验的保护闭锁判据相关的测量通道作为当前校验通道，跳转执行步骤B2）；否则，跳转执行步骤B4）；

B4）计算所有的保护闭锁动作值与被校验高压直流保护系统的直流保护闭锁动作定值之间的误差量，如果所有误差量均小于第二给定误差门槛值，则判定被校验高压直流保护系统的直流保护闭锁动作值校验通过，否则判定直流保护闭锁动作值校验值不通过。

5.根据权利要求4所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述第二给定误差门槛值为直流保护闭锁动作定值的5%～10%。

6.根据权利要求1所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述步骤2）中对被校验高压直流保护系统的现场校验包括保护动作时序校验，详细步骤包括：

C1）模拟高压直流输电工程中的某个工况对被校验高压直流保护系统的各个测量通道的二次侧同时施加测试量；

C2）瞬时大幅度改变其中某一个测量通道的测试量，使得被校验高压直流保护系统告警动作和直流保护闭锁动作，分别记录被校验高压直流保护系统发出直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流的动作时间、直流保护告警信号的动作时间，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护闭锁直流的动作时间两者之间的第一时间差，计算直流保护切换系统信号的动作时间、直流保护告警信号的动作时间两者之间的第二时间差；

C3）判断发生直流保护告警动作和直流保护闭锁动作的先后顺序和标定顺序相同、所述第一时间差和第一时间差定值之间的误差量不超过第三给定误差门槛值、所述第二时间差和第二时间差定值之间的误差量不超过第四给定误差门槛值三者是否同时成立，如果三者同时成立，则判定被校验高压直流保护系统的保护动作时序校验通过，否则判定保护动作时序校验不通过。

7.根据权利要求6所述的高压直流保护系统现场校验方法，其特征在于，所述第三给定误差门槛值为10ms；所述第四给定误差门槛值为200ms。

8.一种高压直流保护系统现场校验装置，其特征在于，包括用于对被校验高压直流保护系统施加校验测试量的测试量加量单元（1）和用于采集被校验高压直流保护系统动作信息的动作信号采集单元（2），所述测试量加量单元（1）包括光电式电流互感器加量模块（11）和零磁通电流互感器加量模块（12），所述光电式电流互感器加量模块（11）包括依次串联的第一可调直流电压源（111）和远动模块（112），所述远动模块（112）与被校验高压直流保护系统的光电式电流互感器中的远动模块型号相同，所述远动模块（112）的输出端与被校验高压直流保护系统光电式电流互感器测量通道现有的光数字转换器输入端相连；所述零磁通电流互感器加量模块（12）包括第二可调直流电压源（121），所述第二可调直流电压源（121）与被校验高压直流保护系统零磁通电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。

9.根据权利要求8所述的高压直流保护系统现场校验装置，其特征在于，所述测试量加量单元（1）还包括直流分压器加量模块（13），所述直流分压器加量模块（13）包括第三可调直流电压源（131），所述第三可调直流电压源（131）与被校验高压直流保护系统直流分压器测量通道现有的模数转换模块输入端相连。

10.根据权利要求9所述的高压直流保护系统现场校验装置，其特征在于，所述测试量加量单元（1）还包括交流电子式电流互感器加量模块（14）和交流电子式电压互感器加量模块（15），所述交流电子式电流互感器加量模块（14）包括可调交流电流源（141），所述可调交流电流源（141）与被校验高压直流保护系统交流电子式电流互感器测量通道现有的模数转换模块输入端相连；所述交流电子式电压互感器加量模块（15）包括可调交流电压源（151），所述可调交流电压源（151）与被校验高压直流保护系统交流电子式电压互感器测量通道现有的模数转换模块的输入端相连。