CN109979145A - 一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法、装置及系统，所述方法包括分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。通过实施本发明的实施例能够解决现有技术中，阀厅跳闸逻辑判断方法无法满足换流站跳闸闭锁直流保护的“三取二”的问题，降低非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响。
Description
技术领域
本发明涉及微机保护技术领域，尤其涉及一种换流站阀厅火灾判断方法、装置及系统。
背景技术
换流阀是换流站中重要的核心电气设备，换流阀的运行状态对整个直流输电系统的正常运行具有关键影响。因此，布置换流阀的阀厅是换流站最重要的电气设备安装场所，阀厅的火灾报警系统需针对性进行设计。
较早的换流站工程中，火灾自动报警系统在阀厅出现火情时仅发出火灾告警信号，并上传至换流站运行控制中心，由运行控制中心值班人员判断后通过手动控制来停运直流系统。采用极早期烟雾探测器系统后，有部分工程的阀厅火灾监视系统投入了跳闸功能，但由于设备可靠性不高，频繁发生误动的情况，最终退出了跳闸功能。在现有技术中已授权专利(CN104410041A)公开了一种换流站阀厅火灾跳闸装置逻辑判断方法，该技术方案本质上是采用两种不同原理的火灾报警探测器实现阀厅内火灾报警，第一种是极早期烟雾探测器，通过探测阀厅内的烟雾、电弧生成物以及空气中的燃烧生成微粒超过一定的设定值实现故障报警。第二种是紫外火焰探测器是探测阀层中有火焰时发出的明火或弧光超过一定的设定值实现报警。但是该技术方案不能满足换流站跳闸闭锁直流保护的“三取二”的逻辑，存在一定的误动作危险。
跳闸闭锁直流在换流站运行中一般只有重大事故出现直流控制保护才会执行跳闸闭锁直流的命令。一旦执行了跳闸闭锁直流命令将导致直流损失一个极的功率或者整个换流站的功率，一个±800kV换流站输送的功率约为8000MVA，损失单极也达到4000MVA。因此换流站阀厅内火灾报警属于非电量，在换流站的设计中非电量的跳闸必须经过“三取二”的逻辑出口才能跳闸闭锁直流。目的是防止非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响。
三取二保护配置原理描述：三套功能完全相同的独立保护装置及通道，输出采取三取二方式。三重保护与三取二装置构成一个整体，三套保护中有两套保护动作认为是正确动作，仅一套保护动作不能出口，保证可靠性和安全性；两套三取二装置同时运行，任意一套动作可出口。输出采用三选二方式，即3套保护中有2套保护动作则认为是正确的动作，仅1套保护动作则不能出口，3套保护彼此防误动、防拒动。
发明内容
本发明实施例提供一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法、装置、及系统，能够解决现有技术中，阀厅跳闸逻辑判断方法无法满足换流站跳闸闭锁直流保护的“三取二”的问题，降低非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响。
本发明一实施例提供一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法，包括：
分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
进一步的，还包括：对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
且在所述判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，还包括：判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个所述阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个所述红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出所述第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
进一步的，判断是否至少出现以下三种情况中的任意两种，若否则继续检测；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
本发明另一实施例对应提供了一种换流站阀厅火灾跳闸装置，包括：检测模块和阀厅消防跳闸信号输出模块；
所述检测模块，用于分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
所述阀厅消防跳闸信号输出模块，用于判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
进一步的，所述检测模块，还用于对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
所述阀厅消防跳闸信号输出模块，还用于在所述判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个所述阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个所述红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出所述第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
本发明另一实施例提供了一种换流站阀厅火灾跳闸系统，包括若干阀厅内极早期探测器、若干阀厅内紫外探测器、若干阀厅内红外测温装置以及如本发明一实施例提供的，换流站阀厅火灾跳闸装置；
其中，所述阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器、红外测温装置均接入外部的直流控制系统，且所述换流站阀厅火灾跳闸装置设置所述直流控制系统中。
进一步的，还包括至少一个第二极早期探测器，其中所述第二极早期探测器接入所述外部的直流控制系统。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
本发明实施例公开了一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法，装置及系统，所述方法通过，阀厅内已配置的红外测温装置，增加阀厅内火灾跳闸闭锁直流逻辑判据，相比于现有技术，增加了对阀厅内红外测温装置进行检测，并当至少出现以下三种情况的任意两种时，输出阀厅消防跳闸信号，检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号，从而在判断逻辑设计上，与阀厅内极早期探测器和紫外探测器火灾报警判据形成三取二跳闸逻辑，可以更快速、更有效地识别阀厅设备及环境的火灾，提高了火灾报警跳闸逻辑的可靠性，降低，非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响，保障了换流阀设备的可靠运行。
附图说明
图1是本发明一实施例提供的一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法的跳闸回路逻辑图。
图2是本发明另一实施例提供的一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法的跳闸回路逻辑图。
图3是现有技术中换流站阀厅火灾跳闸判断方法对应的探测器布置示意图
图4是本发明一实施例提供的一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法对应的探测器布置示意图。
图5是本发明一实施例提供的一种换流站阀厅火灾跳闸判断装置的结构示意图。
图6是本发明一实施例提供的一种换流站阀厅火灾跳闸判断系统的系统架构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先对现有技术进行一个简略的说明，在现有技术中，换流站阀厅内安装极早期烟雾探测器通过探测烟雾、电弧生成物以及空气中的燃烧生成微粒作为阀厅火灾报警的，同时，还采用紫外线火焰探测器形成后备探测区域。极早期烟雾探测器的管路布置以探测范围覆盖阀厅全部面积为原则，至少要有2个探测器检测到同一处的烟雾，每个高端阀厅安装10台极早期烟雾探测器、低端阀厅安装9台极早期烟雾探测器。另外需在每个阀厅空调进风管安装1台极早期烟雾探测器，启动周边环境背景烟雾浓度参考值设定功能，防止外部烧秸秆等产生的烟雾引起阀厅内极早期烟雾探测器误动。紫外火焰探测器安装在换流站阀厅构架工字梁或阀厅内墙壁上，用于监视阀厅的换流阀体及阀厅内其他一次设备的电气火灾。每个阀厅安装14台紫外火焰探头，可以确保阀厅内能发生明火或弧光的部位被2个探测器同时探测，设备布置示如图3所示。但现有技术方案的设置，无法满足三取二的跳闸逻辑。因此需要对现有技术进行改进。
以下对本发明提供的技术方案进行详细的说明：
由于目前换流站的阀厅内均配置了红外测温系统，红外测温为非接触式测温，通过对物体自身辐射的红外能量的测量，并进行算法换算后，就能测定物体的表面温度。通过预设巡视点实际对监测设备点、线、面的温度及热图像实时监测，记录视频、热图像及温度参数以供统计分析、故障诊断及处理并通过建立设备热谱图库，比较设备在正常状态和异常状态下的热谱图去判断设备是否正常，从而为设备状态监测工作提供有力的技术支撑。
红外测温方案不影响换流阀及其他一次主设备的正常运行。同时热成像仪的温度监测方式是以探头可覆盖面积为单位，不是以点为单位，减轻了由于阀模块较多造成的监测压力。受阀塔等设备布局限制，要实现对设备全方位的检测功能，需要装置能够在垂直方向运动。传统轮式驱动或履带式驱动方式实现垂直方向运动时相对困难，故在阀厅巡检监控系统设计上采用垂直轨道式设计。
通过阀厅内已配置的红外测温系统可快速、有效地识别设备的局部温度及发热情况，可将设备温度转换成报警信号，为火灾报警跳闸提供多一种判断依据，换流站的红外测温装置布置图如图4所示，红外测温探头布置在阀塔周围，覆盖整个阀厅，所以阀厅内主设备的发热情况红外测温设备均能采集到相关的数据。阀厅内各种设备正常工作时的温度是不同的。红外热成像仪监视设备时可以针对不同的元件设置不同的告警阈值，并且每个元件的告警信号均可按温度分为多个级别。将红外测温用于火灾报警跳闸时，需调整各元件的最高等级报警温度阈值，报警温度阈值的选取需躲开被监视电气设备在正常运行或短路等条件下可能产生的最高温度，达到燃烧临界点，确保输出跳闸出口信号时该阀厅设备已无法正常运行。
对应的，本发明提供了一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法包括：
步骤A:分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
步骤B:判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内红外测温装置超温告警信号。具体的跳闸回路逻辑如图1所示。
需要说明的是，可选的，上述阀厅内极早期探测器为极早期烟雾探测器，上述红外测温装置为红外测温探头。直流控制系统在接收上述第一阀厅消防跳闸信号后，会执行闭锁直流系统的操作。
通过如图1所示的跳闸回路逻辑，采用三种不同原理的火灾报警探测器实现跳闸闭锁直流的功能满足“三取二”的逻辑设计，使得阀厅内火灾报警跳闸闭锁直流与换流站内其他非电量跳闸的逻辑设计原则一致，非电量的跳闸经过“三取二”的逻辑出口跳闸闭锁直流，最大限度降低非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响。
此外，阀厅内电气一次主设备主要包括换流阀、隔离/接地开关、穿墙套管等，引起阀厅内电气设备的火灾通常都是由电气设备工作状态异常进而局部温度异常升高导致的，极早期烟雾探测器及紫外火焰探测器都需要发出明火、烟雾或者弧光之后才能发出报警信号，两种探测器均没有温度采集的功能，不能在设备温度异常升高，但又未引发明火或弧光时发出报警信号。因此针对引起阀厅内电气设备的火灾通常都是由电气设备工作状态异常进而局部温度异常升高所引起，将红外测温报警引入阀厅火灾跳闸，可以更快速、有效地识别火灾并发出报警信号。避免极早期烟雾探测器及紫外探测器在火灾已经发生了明火并产生烟雾、电弧生成物以及空气中的燃烧生成微粒才能检测到火灾的情况。提高了火灾的检测速度，更快速保证设备的安全。
在一个优选的实施例中，还包括检测阀厅内红外测温装置的异常报警信号，并在检测到该异常报警信号时，进行预警。该异常报警信号为用于标识测温装置是否正常运行的信号。
在一个优选的实施例中，还包括：对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
且在判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，还包括：判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内红外测温装置超温告警信号。
具体的火灾跳闸回路逻辑如图2所示。通过加入对设置在进风口出的极早期烟雾探测器，即上述第二极早期探测器的检测，避免了因阀厅外环境因素如：外界有在焚烧垃圾等情况产生的烟雾，引起火灾报警系统误动。
需要说明的是，上述第一阀厅消防跳闸信号，和第二阀厅消防跳闸信号，都为用与指示直流控制系统实施闭锁直流操作的信号。
直流控制系统在接收上述阀厅消防跳闸信号后，执行跳闸闭锁直流动作，具体的，跳闸闭锁信号经100ms的延时后执行后闭锁直流处理，该逻辑为启动闭锁、跳交流进线开关并锁定开关、执行极隔离。
在一优选的实施例中，还包括判断是否至少出现以下三种情况中的任意两种，若否则继续检测；
检测到至少一个阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内红外测温装置超温告警信号。
对应的本发明方法项实施例的基础上，提供了装置项实施例，
如图5所示，本发明一实施例提供了一种换流站阀厅火灾跳闸装置，包括检测模块501和阀厅消防跳闸信号输出模块502；
检测模块501，用于分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
阀厅消防跳闸信号输出模块502，用于判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内红外测温装置超温告警信号。
在一个优选的实施例中，检测模块501，还用于对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
阀厅消防跳闸信号输出模块502，还用于在判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个阀厅内红外测温装置超温告警信号。
如图6所示，在上述实施例的基础上，本发明一实施例提供了一种换流站阀厅火灾跳闸系统，包括若干阀厅内极早期探测器、若干阀厅内紫外探测器、若干阀厅内红外测温装置以及上述装置项实施例提供的，换流站阀厅火灾跳闸装置；
其中，阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器、红外测温装置均接入外部的直流控制系统，且换流站阀厅火灾跳闸装置设置直流控制系统中。
在一个优选的实施例中，还包括至少一个第二极早期探测器，其中第二极早期探测器接入外部的直流控制系统。
在一个优选的实施例中，阀厅内红外测温探测装置的超温告警信号和装置异常报警信号输出常开接点，送至直流控制系统。且红外测温探测装置的超温告警信号和装置异常报警信号通过红外测温监控主机通过硬接点引出。
紫外火焰、极早期烟雾探测器及红外测温探测装置各输出跳闸的报警接点，分别接至直流控制系统。直流控制系统经逻辑判断确定是否闭锁直流系统。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
首选，采用三种不同原理的火灾报警探测器，信号通过三取二”的逻辑出口，降低非电量出口跳闸产生的误动作给输送功率带来的影响；
其次，将红外测温探测装置超温告警信号引入阀厅火灾跳闸逻辑，更快速、有效地识别火灾并发出报警信号，确保设备安全运行。
需说明的是，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上是本发明的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法，其特征在于，包括：
分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
2.根据权利要求1所述的换流站阀厅火灾跳闸判断方法，其特征在于，还包括：对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
且在所述判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，还包括：判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个所述阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个所述红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出所述第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
3.如权利要求1所述的换流站阀厅火灾跳闸判断方法，其特征在于，判断是否至少出现以下三种情况中的任意两种，若否则继续检测；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
4.一种换流站阀厅火灾跳闸装置，其特征在于，包括：检测模块和阀厅消防跳闸信号输出模块；
所述检测模块，用于分别对阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器以及阀厅内红外测温装置进行检测；
所述阀厅消防跳闸信号输出模块，用于判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
5.如权利要求4所述的换流站阀厅火灾跳闸装置，其特征在于，所述检测模块，还用于对设置在进风口处的第二极早期探测器进行检测；
所述阀厅消防跳闸信号输出模块，还用于在所述判断是否至少出现以下三种情况中任意两种，若是则输出第一阀厅消防跳闸信号之前，判断是否检测到第二极早期探测器发出的告警信号；
若是，且至少出现以下两种情况中的任意一种时，输出第二阀厅消防跳闸信号：
检测到至少两个所述阀厅内紫外探测器；
检测到至少两个所述红外测温装置超温告警信号；
若否，且至少出现以下三种情况中任意两种时，输出所述第一阀厅消防跳闸信号；
检测到至少一个所述阀厅内紫外探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内极早期探测器告警信号；
检测到至少一个所述阀厅内红外测温装置超温告警信号。
6.一种换流站阀厅火灾跳闸系统，其特征在于，包括若干阀厅内极早期探测器、若干阀厅内紫外探测器、若干阀厅内红外测温装置以及如权利要求3或4所述换流站阀厅火灾跳闸装置；
其中，所述阀厅内极早期探测器、阀厅内紫外探测器、红外测温装置均接入外部的直流控制系统，且所述换流站阀厅火灾跳闸装置设置所述直流控制系统中。
7.如权利要求6所述的换流站阀厅火灾跳闸系统，其特征在于，还包括至少一个第二极早期探测器，其中所述第二极早期探测器接入所述外部的直流控制系统。
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| CN201910242964.XA CN109979145A (zh) | 2019-03-28 | 2019-03-28 | 一种换流站阀厅火灾跳闸判断方法、装置及系统 |
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