CN107732881A - 一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置,保护方法包括如下步骤:当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。本发明所提供的技术方案,当有直流断路器出现拒动时,将与该直流断路器相邻的直流线路的直流断路器断开,从而将与故障直流线路相连的线路从直流电网中隔离,解决由于直流断路器拒动而造成直流电网可靠性差的问题。

Description

一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置
技术领域
本发明属于直流电网的保护技术领域,具体涉及一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置。
背景技术
目前,采用模块化多电平换流器(MMC)的高压柔性直流输电是解决大规模新能源集中外送的重要途径。以我国的张北地区为例,要将张北和康保地区的风电通过柔性直流输电集中外送至北京和冀北的丰宁,需要建设四端柔性直流输电网。采用柔性直流电网进行远距离输电时,考虑到经济性,换流站之间不宜采用直流电缆,而应采用直流架空线路。
现有的直流电网如图1所示,包括多个换流站,换流站与换流站之间通过直流线路连接,各直流线路均设置有至少两个直流断路器如图1中直流线路1设有直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS,直流线路2设有直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS等,各直流断路器为相应直流线路所连接且与其最近的换流站的近端直流断路器,如直流断路器DCB1和直流断路器DCB2为换流站A的近端直流断路器,直流断路器DCB2_OS和直流换流器DCB3为换流站B的近端直流断路器等。直流电网中设有系统控制装置,系统保护装置以及与各直流线路所对应的线路保护器,其中系统控制装置根据直流电网的控制需求对各直流断路器进行控制,系统保护装置根据系统的保护需求对各直流断路器进行控制,线路保护器根据相应线路的保护需求对相应线路的直流断路器进行控制。如当直流电网中的直流线路出现故障时,故障直流线路的线路保护器需要将相应的直流断路器断开,将故障的直流线路从直流电网中分离,以免对整个直流电网造成影响。如申请公布号为CN106684841A的中国专利所公开的柔性直流电网系统直流短路故障保护方法及装置,记载了一种对柔性直流电网中线路进行分区保护的保护方法,就是为了在直流电网中出现故障时将故障段隔离的方法。这种保护方法虽然能够将故障线路隔离,保护整个直流输电系统,但是当需要断开的直流断路器出现拒动故障时,便不能将故障线路从直流电网中隔离,使直流电网运行可靠性降低。
发明内容
本发明提供一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置,用于解决由于直流断路器拒动而造成直流电网可靠性差的问题。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种直流电网直流断路器失灵保护方法,包括如下步骤:
当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;
如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;
与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。
本发明所提供的技术方案,当有直流断路器出现拒动时,将与该直流断路器相邻的直流线路的直流断路器断开,从而将与故障直流线路相连的线路从直流电网中隔离,解决由于直流断路器拒动而造成直流电网可靠性差的问题。
进一步的,各直流线路的直流断路器由相应的线路保护器控制;当有直流断路器拒动时,该直流断路所对应的线路保护器向与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器发送故障信息;与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器接收到故障信息后控制相应的直流断路器执行跳闸动作。
线路保护器针对相应的线路进行保护,所以当直流线路中的直流断路器需要执行保护动作时,线路保护器控制相应的直流断路器执行跳闸动作,
进一步的,直流电网中各直流线路均对应设有设定数量个冗余设置的线路保护器,各线路保护器用于检测相应直流线路中是否出现故障;当有线路保护器检测到相应直流线路中出现故障时,向相应的直流断路器发送跳闸命令;各直流断路器根据接收到的跳闸命令判断是否需要执行跳闸动作;所述设定数量大于1。
设置多个线路保护器,当其中一个线路保护器出现故障时,依然可以控制相应的直流断路器执行保护动作,提高对直流电网保护的可靠性。
进一步的,当有直流断路器接收到大于设定数量一半的线路保护器所发出的保护指令时,判断为需要执行跳闸动作。
当少部分线路保护器出现故障而发出错误的信号时,采用根据多数线路保护器判断是否需要执行保护动作,能够防止直流断路器由于控制指令错误而出现误动或拒动,提高对直流电网保护的可靠性。
进一步的,每条直流线路均冗余设置有三个线路保护器,各直流断路器接收到至少两个线路保护器的跳闸命令时,执行跳闸动作。
一种直流电网直流断路器失灵保护装置,包括线路保护器,线路保护器连接有用于检测相应线路直流断路器是否失灵的直流断路器检测单元;所述线路保护器用于:
当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;
如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;
与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。
进一步的,各直流线路的直流断路器由相应的线路保护器控制;当有直流断路器拒动时,该直流断路所对应的线路保护器向与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器发送故障信息;与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器接收到故障信息后控制相应的直流断路器执行跳闸动作。
进一步的,直流电网中各直流线路均对应设有设定数量个冗余设置的线路保护器,各线路保护器用于检测相应直流线路中是否出现故障;当有线路保护器检测到相应直流线路中出现故障时,向相应的直流断路器发送跳闸命令;各直流断路器根据接收到的跳闸命令判断是否需要执行跳闸动作;所述设定数量大于1。
进一步的,当有直流断路器接收到大于设定数量一半的线路保护器所发出的保护指令时,判断为需要执行跳闸动作。
进一步的,每条直流线路均冗余设置有三个线路保护器,各直流断路器接收到至少两个线路保护器的跳闸命令时,执行跳闸动作。
附图说明
图1为直流电网的结构示意图;
图2为装置实施例中直流电网的逻辑关系图;
图3为装置实施例中直流电网的控制时序图。
具体实施方式
本发明提供一种直流电网直流断路器失灵保护方法和装置,用于解决由于直流断路器拒动而造成直流电网可靠性差的问题。
为实现上述目的,本发明提供的技术方案是:
一种直流电网直流断路器失灵保护方法,包括如下步骤:
当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;
如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;
与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
装置实施例:
本实施例一种直流电网直流断路器失灵保护装置,设置在如图1所示的直流电网中,用于解决在直流电网中的直流线路出现故障时,由于直流断路器拒动而无法将故障线路从直流电网中隔离而造成整个直流电网运行可靠性差的问题。
在直流电网中,能够各直流断路器执行跳闸动作的有与各直流断路器相应的线路保护器,系统保护装置和系统控制装置。线路保护器根据相应直流线路的状态直流线路中的直流断路器进行控制,如图1中直流线路1的线路保护器,当直流线路1中出现故障,需要将直流线路1隔离时,直流线路1的线路保护器控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS断开,将直流线路1隔离。系统保护装置是整个直流电网的保护装置,根据直流电网运行的安全需求,对直流电网中各直流断路器进行控制,如需要将直流线路1从电网中隔离时,系统保护装置控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS断开,将直流线路1隔离。系统控制装置是根据整个直流电网的控制策略,对直流电网中各直流断路器进行控制,如直流线路1不需要供电,而需要为直流线路1提供较大的功率时,系统控制装置控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS断开,将直流线路1隔离。
为了保证各直流线路保护的可靠性、系统保护的可靠性和系统控制的可靠性,本实施例所提供的直流电网中设置有两个系统控制装置,三个系统保护装置,每条直流线路上都设置有三个线路保护器。如图2所示两个系统装置分别为系统控制装置A和系统控制装置B,两者之间冗余设置,均控制连接各直流断路器;三个系统保护装置分别为系统保护装置A、系统保护装置B和系统保护装置C,三者之间冗余设置,通过三取二装置连接各直流断路器,即当三个系统保护装置中有两个或两个以上的系统保护装置向某个直流断路器发出跳闸命令时,该直流断路器执行跳闸动作,否则该直流断路器不执行跳闸动作;各线路的保护装置分别为对应的线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C,三者之间冗余设置,且通过对应的三取二装置连接对应的直流断路器,即某直流线路的三个保护装置中,有至少两个线路保护器向该直流线路中的直流断路器发送跳闸命令时,该直流线路中的直流断路器才执行跳闸动作。
本实施例所提供的直流电网直流断路器失灵保护装置,其中各直流线路的线路保护器均连接有相应的直流断路器检测单元,各直流断路器检测单元连接相应直流线路中的直流断路器,检测相应的直流断路器是否出现故障。
本实施例所提供的直流电网直流断路器失灵保护装置,对直流电网中直流断路器控制的时序如图3所示,以图1中的直流线路1为例,具体方法如下:
直流线路1的线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C对直流线路1进行检测,当各线路保护器检测到直流线路1出现故障时,向直流线路1的三取二装置发送控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS跳闸的控制指令;
线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C中,至少两个线路保护器向直流线路1的三取二装置发出的控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS跳闸的控制指令时,控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS跳闸,同时线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C检测直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS拒动;
以站A中的线路保护装置为例,当直流断路器DCB1拒动时,如当直流断路器DCB1拒动时,直流线路1的线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C分别向直流线路2中的线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C发送直流断路器DCB1的拒动信号;
直流线路2中的线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C接收到直流断路器DCB1的拒动信号后,分别向直流线路2中的三取二装置发送控制直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS跳闸的控制指令;
当直流线路2中的三取二装置接收到直流线路2中线路保护器A、线路保护器B和线路保护器C中至少两个发出控制直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS跳闸的控制指令时,控制直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS跳闸;
当系统保护装置需要将直流线路1从系统中隔离时,系统保护装置A、系统保护装置B和系统保护装置C向系统保护的三取二装置发送控制直流断路器DCB1和直流断路器DCB1_OS跳闸的控制指令;
当系统控制装置需要将直流线路1从系统中隔离时,系统控制装置A和系统控制装置B向直流断路器DCB1发送跳闸指令,并检测直流断路器DCB1是否拒动;
当直流断路器DCB1接收到系统控制装置A或系统控制装置B的跳闸指令时,执行跳闸动作;
当直流断路器DCB1拒动时,系统控制装置A和系统控制装置B向直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS发送跳闸指令;
当直流断路器DCB2和直流断路器DCB2_OS接收到系统控制装置A或系统控制装置B的跳闸指令时,执行跳闸动作;
本实施例中,各直流线路中设置有三个线路保护器,通过三取二的方式对相应线路中的直流断路器进行控制;作为其他实施方式,可以采用其他数量且至少两个直流线路中可以采用更多的线路保护器,当半数以上的线路保护器发出控制直流断路器跳闸指令时,该线路的直流断路器执行跳闸动作,如采用五个线路保护器,采用五取三的方式对相应线路中的直流断路器进行控制等。
本实施例中,直流电网中设有三个系统保护装置,通过三取二的方式对各直流断路器进行控制;作为其他实施方式,可以采用各直流线路中可以采用其他数量且至少两个的线路保护器,当半数以上的系统保护装置发出控制某个直流断路器跳闸指令时,该直流断路器执行跳闸动作,如采用五个线路保护器,采用五取三的方式对各直流断路器进行控制等。
本实施例中设置有两个系统控制装置;作为其他实施方式,可以采用更多的系统控制装置,根据其中一个或多个系统控制装置的控制指令,对各直流断路器进行控制。
方法实施例:
本实施例一种直流电网直流断路器失灵保护方法,与上述装置实施例中直流电网直流断路器失灵保护装置的保护方法相同,前面已经做了详细介绍,这里不多做说明。

Claims (10)

1.一种直流电网直流断路器失灵保护方法,其特征在于,包括如下步骤:
当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;
如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;
与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。
2.根据权利要求1所述的一种直流电网直流断路器失灵保护方法,其特征在于,各直流线路的直流断路器由相应的线路保护器控制;当有直流断路器拒动时,该直流断路所对应的线路保护器向与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器发送故障信息;与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器接收到故障信息后控制相应的直流断路器执行跳闸动作。
3.根据权利要求2所述的一种直流电网直流断路器失灵保护方法,其特征在于,直流电网中各直流线路均对应设有设定数量个冗余设置的线路保护器,各线路保护器用于检测相应直流线路中是否出现故障;当有线路保护器检测到相应直流线路中出现故障时,向相应的直流断路器发送跳闸命令;各直流断路器根据接收到的跳闸命令判断是否需要执行跳闸动作;所述设定数量大于1。
4.根据权利要求3所述的一种直流电网直流断路器失灵保护方法,其特征在于,当有直流断路器接收到大于设定数量一半的线路保护器所发出的保护指令时,判断为需要执行跳闸动作。
5.根据权利要求3或4所述的一种直流电网直流断路器失灵保护方法,其特征在于,每条直流线路均冗余设置有三个线路保护器,各直流断路器接收到至少两个线路保护器的跳闸命令时,执行跳闸动作。
6.一种直流电网直流断路器失灵保护装置,其特征在于,包括线路保护器,线路保护器连接有用于检测相应线路直流断路器是否失灵的直流断路器检测单元;所述线路保护器用于:
当直流断路器需要执行跳闸动作时,检测该直流断路器是否拒动;
如果该直流断路器拒动,则控制与该直流断路器相邻直流线路的直流断路器执行跳闸动作;
与直流断路器相邻的直流线路,是指以该直流断路器为近端直流断路器的换流站所连接的直流线路,且不包括该直流断路器所在的直流线路。
7.根据权利要求6所述的一种直流电网直流断路器失灵保护装置,其特征在于,各直流线路的直流断路器由相应的线路保护器控制;当有直流断路器拒动时,该直流断路所对应的线路保护器向与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器发送故障信息;与该直流断路器相邻的直流线路的线路保护器接收到故障信息后控制相应的直流断路器执行跳闸动作。
8.根据权利要求7所述的一种直流电网直流断路器失灵保护装置,其特征在于,直流电网中各直流线路均对应设有设定数量个冗余设置的线路保护器,各线路保护器用于检测相应直流线路中是否出现故障;当有线路保护器检测到相应直流线路中出现故障时,向相应的直流断路器发送跳闸命令;各直流断路器根据接收到的跳闸命令判断是否需要执行跳闸动作;所述设定数量大于1。
9.根据权利要求8所述的一种直流电网直流断路器失灵保护装置,其特征在于,当有直流断路器接收到大于设定数量一半的线路保护器所发出的保护指令时,判断为需要执行跳闸动作。
10.根据权利要求8或9所述的一种直流电网直流断路器失灵保护装置,其特征在于,每条直流线路均冗余设置有三个线路保护器,各直流断路器接收到至少两个线路保护器的跳闸命令时,执行跳闸动作。
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