CN106849033A - 一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法 - Google Patents

一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，根据优化后的保护逻辑，换流器零序过压保护共分为两段，当换流器处于闭锁状态时，由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；当换流器处于解锁状态时，由第二逻辑模块发送二段保护指令，直流保护系统根据二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。换流器解锁时，如果换流器阀侧末屏电压互感器的分压电容和保护屏柜二次PT电感之间出现谐振，二段出口执行的保护动作会提醒运行人员阀侧电压出现异常，并尽快排除故障，从而避免压敏电阻和分压电容在过电压下损坏，有利于直流输电系统的安全稳定运行。

Description

一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法
技术领域
本发明涉及直流输电系统控制保护技术领域，特别涉及一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法。
背景技术
为了避免直流设备遭受严重损坏，直流输电系统都配置有直流保护系统。当高压直流系统或设备出现故障时，直流保护系统会根据设定的保护定值进行计算和判断故障类型，并按设定的动作定值出口，快速可靠地切除故障，以实现保护高压直流设备，保证直流输电系统安全稳定运行的目的。
图6为直流输电工程中常用的末屏电压互感器测量回路电路图，包括末屏电压互感器和直流保护屏柜，CTH、CTL、C1、C2、C3、R1和R2组成末屏电压互感器，CTL、C1、C2和C3构成分压电容。其中，CTH和CTL是高压电容和低压电容，起到分压的作用；C1、C2和C3是校正电容,用于调整和校正分压输出,以达到规定的电压输出值；R1是放电电阻，提供低压电容的放电通道；R2是压敏电阻,限制输出电压的大小。对于每个6脉动换流桥，正常情况下由阀侧套管上的末屏抽头测量换流变阀侧三相对地电压，当换流器处在闭锁状态且没有接地故障时，相量和为零。当发生单相接地故障时，如果换流器仅处于闭锁状态，换流器就不会产生严重的故障电流，但在换流器阀侧电压中会出现明显的零序分量，因而需要进行换流器零序过压保护，检测换流器阀侧交流连接线上的接地故障。
然而，现有零序过压保护逻辑只适用于闭锁状态的换流器，一旦换流器解锁，零序过压保护必须退出。换流器解锁时，当系统频率和测量电压幅值产生变化的时候，分压电容与直流保护屏柜二次PT的电感有可能产生并联谐振，引起换流器阀侧电压异常，出现零序过压，此时，换流器零序过压保护系统就不能及时快速地发现设备故障，如果谐振持续时间较长，会损坏压敏电阻，甚至损坏分压电容，进而影响直流输电系统的安全稳定运行。
发明内容
本发明提供一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，以解决换流器解锁时，零序过压保护系统无法快速排除故障的问题。
根据本发明的实施例，提供了一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，包括：
判断换流器运行状态，所述换流器运行状态包括闭锁状态和解锁状态；
如果所述换流器处于闭锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；
如果所述换流器处于解锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。
进一步地，所述判断换流器运行状态包括：
判断交流进线断路器是否处于合位状态；
如果所述交流进线断路器处于合位状态，则判断所述换流器的直流电流是否为零；
如果所述换流器的直流电流为零，所述换流器处于闭锁状态；
如果所述换流器的直流电流不为零，则判断所述换流器的直流电流是否大于或等于最小解锁电流；
如果所述换流器的直流电流大于或等于最小解锁电流，所述换流器处于解锁状态。
进一步地，所述换流器处于闭锁状态，则所述方法还包括：
获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能；
判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能；
如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第一逻辑模块发送所述一段保护指令，所述直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；
如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第一逻辑模块不发送所述一段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
进一步地，所述换流器处于解锁状态，则所述方法还包括：
获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能；
判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能；
如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第二逻辑模块发送所述二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作；
如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第二逻辑模块不发送所述二段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
进一步地，所述直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行的保护动作是禁止换流器解锁。
进一步地，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行的保护动作是发出告警。
由以上技术方案可知，本发明提供一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，根据优化后的保护逻辑，换流器零序过压保护共分为两段，当换流器处于闭锁状态时，由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；当换流器处于解锁状态时，由第二逻辑模块发送二段保护指令，直流保护系统根据二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。换流器解锁时，如果换流器阀侧末屏电压互感器的分压电容和保护屏柜二次PT电感之间出现谐振，二段出口执行的保护动作会提醒运行人员阀侧电压出现异常，并尽快排除故障，从而避免压敏电阻和分压电容在过电压下损坏。本发明提供换流器闭锁和解锁状态的零序过压保护，能根据换流器的运行状态，选择最有效最快速的保护方式，有利于直流输电系统的安全稳定运行。
附图说明
图1为本发明实施例一示出的一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法的流程图；
图2为本发明实施例二示出的一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法的流程图；
图3为本发明实施例三示出的一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法的流程图；
图4为本发明实施例四示出的一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法的流程图；
图5为本发明实施例五示出的一种优化后的换流器零序过压保护逻辑的逻辑图；
图6为末屏电压互感器测量回路的电路图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本发明实施例一提供一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，如图1所示，所述方法用于换流器直流保护系统，包括以下步骤：
步骤S101，判断换流器运行状态，所述换流器运行状态包括闭锁状态和解锁状态。
步骤S102，如果所述换流器处于闭锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作。
步骤S103，如果所述换流器处于解锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。
本发明提供换流器闭锁和解锁状态的零序过压保护，能根据换流器的运行状态，选择最有效最快速的保护方式，有利于直流输电系统的安全稳定运行。尤其是，当换流器处于解锁状态时，如果换流器阀侧末屏电压互感器的分压电容和保护屏柜二次PT电感之间出现谐振，二段出口执行的保护动作会提醒运行人员阀侧电压出现异常，并尽快排除故障，从而避免压敏电阻和分压电容在过电压下损坏。
结合实施例一，本发明实施例二如图2所示，步骤S101包括以下步骤：
步骤S201，判断交流进线断路器是否处于合位状态。
当所述交流进线断路器处于合位状态时，换流器可能处于闭锁状态，也可能处于解锁状态，此时，需要进一步对换流器的直流电流进行判断，以确定换流器当前的运行状态。
步骤S202，如果所述交流进线断路器处于合位状态，则判断所述换流器的直流电流是否为零。
步骤S203，如果所述换流器的直流电流为零，所述换流器处于闭锁状态.
步骤S204，如果所述换流器的直流电流不为零，则判断所述换流器的直流电流是否大于或等于最小解锁电流.
步骤S205，如果所述换流器的直流电流大于或等于最小解锁电流，所述换流器处于解锁状态。
在实际应用中，换流器的直流电流检测会不可避免地存在偏差，因此，当换流器的直流电流IdH小于0.02p.u.(p.u.代表标幺值)时，就可认为换流器的直流电流为零。此外，本实施例中，最小解锁电流选择0.1p.u.，交流进线断路器合位状态下，只要换流器直流电流满足大于或等于0.1p.u.，即可判定换流器处于解锁状态。
结合实施例二，本发明实施例三如图3所示，所述换流器处于闭锁状态，则所述方法还包括：
步骤S301，获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能。
步骤S302，判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能。
步骤S303，如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第一逻辑模块发送所述一段保护指令，所述直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作。
步骤S304，如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第一逻辑模块不发送所述一段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
步骤S302用于判断换流器在闭锁状态下，零序过压保护状态是否满足保护条件，而满足保护条件则要求必须同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能。其中，零序电压超过定值包括换流变YY和YD绕组任一组阀侧的零序电压超过定值，定值是指直流保护系统预先设定的保护阈值。
当零序电压超过定值时，即存在零序过电压时，需要对换流器进行零序过压保护，此时，必须同时满足零序过压保护投入和触发脉冲使能，才能满足闭锁状态下的保护条件，直流保护系统才会控制一段出口执行保护动作，否则，直流保护系统不执行保护动作。
结合实施例二，本发明实施例四如图4所示，所述换流器处于解锁状态，则所述方法还包括：
步骤S401，获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能。
步骤S402，判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能。
步骤S403，如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第二逻辑模块发送所述二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作
步骤S404，如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第二逻辑模块不发送所述二段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
步骤S402用于判断换流器在解锁状态下，零序过压保护状态是否满足保护条件，而满足保护条件则要求必须同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能。其中，零序电压超过定值包括换流变YY和YD绕组任一组阀侧的零序电压超过定值，定值是指直流保护系统预先设定的保护阈值。
当零序电压超过定值时，即存在零序过电压时，需要对换流器进行零序过压保护，此时，必须同时满足零序过压保护投入和触发脉冲使能，才能满足解锁状态下的保护条件，直流保护系统才会控制二段出口执行保护动作，否则，直流保护系统不执行保护动作。
结合实施例三和实施例四，图5为本发明实施例五示出的一种优化后的换流器零序过压保护逻辑图，第一逻辑模块采用与门，只有其输入端同时满足零序电压超过定值、换流器直流电流IdH小于0.02p.u.、零序过压保护投入、交流进线断路器闭合和触发脉冲使能，则第一逻辑模块的输出端才会发送一段保护指令，一段保护指令即为换流器闭锁状态下的保护指令，直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作，一段出口执行的保护动作为禁止换流器解锁，从而能有效切除故障，实现保护高压直流设备，保证直流输电系统安全稳定运行的目的。
第二逻辑模块同样采用与门，只要其输入端同时满足零序电压超过定值、换流器直流电流IdH大于或等于0.1p.u.、零序过压保护投入、触发脉冲使能和换流器处于解锁状态，则第二逻辑模块的输出端才会发送二段保护指令，二段保护指令即为换流器解锁状态下的保护指令，直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作，二段出口执行的保护动作为发出告警，可以快速及时地提醒运行人员换流器阀侧电压出现异常，运行人员需检修并排除故障，从而避免末屏电压互感器的压敏电阻和分压电容在过电压下损坏，利于直流输电系统的安全稳定运行。
其中，零序电压超过定值包括换流变YY绕组阀侧的零序电压超过定值，用公式表达即为UVY_a+UVY_b+UVY_c﹥Δ，以及换流变YD绕组阀侧的零序电压超过定值，用公式表达即为UVD_a+UVD_b+UVD_c﹥Δ。
式中：UVY_a+UVY_b+UVY_c为换流变YY绕组阀侧的零序电压，UVD_a+UVD_b+UVD_c为换流变YD绕组阀侧的零序电压，Δ为定值。零序电压超过定值采用或门进行判定，即UVY_a+UVY_b+UVY_c﹥Δ和UVD_a+UVD_b+UVD_c﹥Δ中，至少有一个成立，则判定结果为零序电压超过定值。
由以上技术方案可知，本发明提供一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，根据优化后的保护逻辑，换流器零序过压保护共分为两段，当换流器处于闭锁状态时，由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；当换流器处于解锁状态时，由第二逻辑模块发送二段保护指令，直流保护系统根据二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。换流器解锁时，如果换流器阀侧末屏电压互感器的分压电容和保护屏柜二次PT电感之间出现谐振，二段出口执行的保护动作会提醒运行人员阀侧电压出现异常，并尽快排除故障，从而避免压敏电阻和分压电容在过电压下损坏。本发明提供换流器闭锁和解锁状态的零序过压保护，能根据换流器的运行状态，选择最有效最快速的保护方式，有利于直流输电系统的安全稳定运行。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (6)

1.一种换流器零序过压保护逻辑的优化方法，其特征在于，包括：
判断换流器运行状态，所述换流器运行状态包括闭锁状态和解锁状态；
如果所述换流器处于闭锁状态，则由第一逻辑模块发送一段保护指令，直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；
如果所述换流器处于解锁状态，则由第二逻辑模块发送二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断换流器运行状态包括：
判断交流进线断路器是否处于合位状态；
如果所述交流进线断路器处于合位状态，则判断所述换流器的直流电流是否为零；
如果所述换流器的直流电流为零，所述换流器处于闭锁状态；
如果所述换流器的直流电流不为零，则判断所述换流器的直流电流是否大于或等于最小解锁电流；
如果所述换流器的直流电流大于或等于最小解锁电流，所述换流器处于解锁状态。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述换流器处于闭锁状态，则所述方法还包括：
获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能；
判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能；
如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第一逻辑模块发送所述一段保护指令，所述直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行保护动作；
如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第一逻辑模块不发送所述一段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述换流器处于解锁状态，则所述方法还包括：
获取所述换流器的零序过压保护状态，所述零序过压保护状态包括零序电压是否超过定值、零序过压保护是否投入以及触发脉冲是否使能；
判断是否同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能；
如果同时满足零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能，所述第二逻辑模块发送所述二段保护指令，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行保护动作；
如果零序电压超过定值、零序过压保护投入以及触发脉冲使能中，至少一条不成立，所述第二逻辑模块不发送所述二段保护指令，所述直流保护系统不执行保护动作。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述直流保护系统根据所述一段保护指令，控制一段出口执行的保护动作是禁止换流器解锁。
6.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述直流保护系统根据所述二段保护指令，控制二段出口执行的保护动作是发出告警。
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