CN210490453U - 一种换流阀保护系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种换流阀保护系统，通过当双极柔性直流输电系统发生第一类故障时，阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行第一保护操作；当所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障时，所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置；所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护系统，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

Description

一种换流阀保护系统

技术领域

本实用新型涉及电力技术领域，具体为一种换流阀保护系统。

背景技术

换流阀是换流器的基本构成单元，而换流器和断路器等相关电气设备组成换流站，即变电站。在变电站中，换流阀是完成交流电和直流电互相转换的关键设备，通常采用大功率半导体器件，目前应用广泛的是晶体管换流阀，即绝缘栅双极型晶体管(InsulatedGate Bipolar Transistor，IGBT)。而换流阀的工作原理是通过将三相交流电压依次转换得到期望的直流电压，以及实现对直流端功率的控制，因此，需要对换流阀进行有效的保护。

在现有技术中，换流阀的保护装置一般是通过在换流阀周边预先设置电流互感器，在通过极保护装置是通过预先设置的电流互感器采集故障处的电流，当采集到的电流出现异常时，则表示变电站出现某处故障，保护装置就会启动，从而将换流阀保护起来。

但是，在现有技术中，由于换流阀保护装置中的电流互感器为了能够将换流阀周边出现的故障都能采集到，电流互感器设置的采样频率都相对较低，因此，极保护装置的出口保护动作过慢，故障电流会给换流阀两侧的并联电容进行充电，最终导致换流阀两侧电压超过额定值，形成过电压现象，最终造成换流阀损坏。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种换流阀保护系统，根据双极柔性直流输电系统发生的不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到保护换流阀的目的。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：

一种换流阀保护系统，包括：阀控装置和极控装置；

所述阀控装置的第一输出端与所述极控装置的第一输入端相连，将双极柔性直流输电系统发生第一类故障时生成的第一保护信号输入所述极控装置，所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障；

所述阀控装置的第二输出端与所述极控装置的第二输入端相连，将所述双极柔性直流输电系统发生第二类故障时生成的第二保护信号输入所述极控装置，所述第二类故障包括除所述第一类故障之外的所有故障；

所述极控装置由第一或门电路、开关电路和与门电路构成；

所述极控装置的第一输入端分别作为所述第一或门电路和与门电路的一输入端，所述极控装置的第二输入端为所述第一或门电路的一输入端；

所述与门电路的输出端和所述第一或门电路的输出端分别与所述开关电路的控制端相连，所述开关电路的执行端与交流断路器、直流断路器和换流器相连，所述第一或门电路和所述与门电路基于输入的所述第一保护信号控制所述开关电路执行第一保护操作，所述第一或门电路基于所述第二保护信号控制所述开关电路执行第二保护操作。

优选的，还包括：极保护装置；

所述极保护装置的检测端与所述与门电路的另一输入端相连，所述极保护装置的执行端与所述交流断路器相连。

优选的，所述与门电路，包括：第一延时器、第一与门电路、第二延时器、第一非门电路和第二与门电路；

所述第一延时器的输入端分别与所述第一与门电路的一输入端、所述阀控装置的第一输出端相连，所述第一延时器的输出端与所述第二与门电路的一输入端相连；

所述第一与门电路的另一输入端与所述极保护装置的检测端相连，输出端与第二延时器输入端相连，所述第二延时器的输出端与第一非门电路的输入端相连；

所述第一非门电路的输出端与所述第二与门电路的另一输入端相连；

所述第二与门电路的输出端与所述交流断路器通过所述开关电路相连。

优选的，所述开关电路，包括：第一开关、第二开关和第三开关；

所述第一开关的控制端分别与所述阀控装置的第二输出端、所述第一与门电路的输出端相连，所述第一开关的执行端与所述交流断路器相连；

所述第二开关的控制端与所述或门电路的输出端相连，所述第二开关的执行端与所述直流断路器相连；

所述第三开关的控制端与所述或门电路的输出端相连，所述第三开关的执行端与所述换流器相连。

优选的，所述阀控装置，包括：保护信号产生电路，第三与门电路、第四与门电路、第三延时器、第二或门电路和第二非门电路；

所述保护信号产生电路的第一输出端分别与所述第二非门电路的输入端、第四与门电路的一输入端、所述极控装置的第一输入端相连，所述保护信号产生电路的第二输出端分别与所述第三延时器、第三与门电路的一输入端相连，所述保护信号产生电路的第一输出端用于输出第一保护信号；

所述第二非门电路的输出端与所述第三与门电路的另一输入端相连；

所述第三延时器的输出端与所述第四与门电路的另一输入端相连；

所述第三与门电路的输出端与所述第二或门电路的一输入端相连；

所述第四与门电路的输出端与所述第二或门电路的另一输入端相连；

所述第二或门电路的输出端与所述极控装置的第二输入端相连，用于输出第二保护信号。

本实用新型公开了一种换流阀保护系统，所述阀控装置当双极柔性直流输电系统发生第一类故障时，生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至所述极控装置，所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障；以及当所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障时，生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行第一保护操作；以及基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护系统，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1a为本实用新型实施例提供的阀控装置逻辑图；

图1b为本实用新型实施例提供的极控装置逻辑图；

图1c为本实用新型实施例提供的一种换流阀保护方法流程图；

图2为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法流程图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法流程图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法流程图；

图5为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法流程图；

图6为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法流程图；

图7为本实用新型实施例提供的一种换流阀保护系统结构示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护系统结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护系统结构示意图；

图10为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护系统结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护系统结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本实用新型提供了一种换流阀保护系统，适用于双柔性直流输电系统，所述换流阀保护系统包括阀控装置100和极控装置200；其中，图1a为阀控装置的结构示意图，图1b为极控装置的结构示意图。

所述阀控装置100的第一输出端S10与所述极控装置200的第一输入端 S20相连，将双极柔性直流输电系统发生第一类故障时生成的第一保护信号输入所述极控装置200，所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障。

所述阀控装置100的第二输出端S11与所述极控装置的第二输入端S21 相连，将所述双极柔性直流输电系统发生第二类故障时生成的第二保护信号输入所述极控装置200，所述第二类故障包括除所述第一类故障之外的所有故障。

所述极控装置200由第一或门电路210、开关电路220和与门电路230构成，如图1b中所示，其中，所述开关电路220并未在图中示出。“H1”用于指示第一或门电路210。

所述极控装置200的第一输入端S20分别作为所述第一或门电路210和与门电路230的一输入端，所述极控装置200的第二输入端S21为所述第一或门电路210的一输入端。

所述与门电路230的输出端和所述第一或门电路210的输出端分别与所述开关电路的控制端相连，所述开关电路的执行端与交流断路器、直流断路器和换流器相连，所述第一或门电路210和所述与门电路230基于输入的所述第一保护信号控制所述开关电路执行第一保护操作，所述第一或门电路210 基于所述第二保护信号控制所述开关电路执行第二保护操作。

优选的，所述换流阀保护系统，还包括：极保护装置300。

所述极保护装置300的检测端与所述与门电路230的另一输入端相连，所述极保护装置300的执行端与所述交流断路器相连。

优选的，所述与门电路230，包括：第一延时器231、第一与门电路232、第二延时器233、第一非门电路234和第二与门电路235，其中，“t1”用于指示所述第一延时器231，“&1”用于指示所述第一与门电路232，“A1”用于指示所述第一非门电路234，“&2”用于指示所述第二与门电路235。

所述第一延时器231的输入端分别与所述第一与门电路232的一输入端、所述阀控装置100的第二输出端S11相连，所述第一延时器231的输出端与所述第二与门电路235的一输入端相连。

所述第一与门电路232的另一输入端与所述极保护装置300的检测端相连，输出端与第二延时器233输入端相连，所述第二延时器233的输出端与第一非门电路234的输入端相连。

所述第一非门电路234的输出端与所述第二与门电路235的另一输入端相连；

所述第二与门电路235的输出端与所述交流断路器通过所述开关电路相连。

优选的，所述开关电路，包括：第一开关、第二开关和第三开关，其中“P1”用于指示第一开关，“P2”用于指示第二开关，“P3”用于指示第三开关。

所述第一开关的控制端分别与所述阀控装置的第二输出端、所述第一与门电路232的输出端相连，所述第一开关的执行端与所述交流断路器相连。

所述第二开关的控制端与所述第一或门电路210的输出端相连，所述第二开关的执行端与所述直流断路器相连。

所述第三开关的控制端与所述第一或门电路210的输出端相连，所述第三开关的执行端与所述换流器相连。

优选的，所述阀控装置100，包括：保护信号产生电路，第三与门电路 120、第四与门电路130、第三延时器140、第二或门电路150和第二非门电路160，其中，“&3”用于指示所述第三与门电路120，“&4”用于指示所述第四与门电路130、“t3”用于指示所述第三延时器140、“H2”用于指示所述第二或门电路150，“A2”用于指示所述第二非门电路160。

所述保护信号产生电路的第一输出端分别与所述第二非门电路160的输入端、第四与门电路130的一输入端、所述极控装置200的第一输入端S20 相连，所述保护信号产生电路的第二输出端分别与所述第三延时器140、第三与门电路120的一输入端相连，所述保护信号产生电路的第一输出端用于输出第一保护信号。

所述第二非门电路160的输出端与所述第三与门电路120的另一输入端相连。

所述第三延时器140的输出端与所述第四与门电路130的另一输入端相连；

所述第三与门电路120的输出端与所述第二或门电路150的一输入端相连。

所述第四与门电路130的输出端与所述第二或门电路150的另一输入端相连。

所述第二或门电路150的输出端与所述极控装置200的第二输入端S21 相连，用于输出第二保护信号。

需要说明的是，在双极柔性直流输电系统中，阀控装置100通过预先设置的电流互感器可以采集到双极柔性直流输电系统中的各个地方的电流，当双极柔性直流输电系统中某一处电流出现异常时，阀控装置100会根据不同处的异常电流生成对应的保护信号，并发送至极控装置200，极控装置200根据不同的保护信号对换流阀进行不同的保护操作，从而达到对换流阀保护的目的。

在本实用新型中，设置在换流变阀侧连接线和/或桥臂电抗器阀侧连接线的电流互感器的采样频率大于设置在其他器件的电流互感器的采样频率，因此，当换流变阀侧连接线和/或桥臂电抗器阀侧连接线出现故障时，阀控装置 100会根据不同地方采集到的异常电流来生成不同的保护信号，而由于换流变阀侧连接线和/或桥臂电抗器阀侧连接线的电流互感器的采样频率大于现有技术中的采样频率，因此可以更加快速将换流变阀侧连接线和/或桥臂电抗器阀侧连接线的故障采集到，并根据采集到的故障对换流阀做出相应的保护操作，从而达到对换流阀进行快速保护的目的。具体实现过程通过以下实例进行说明。

基于图1a示出的阀控装置图和图1b示出的极控装置图，本实用新型实施例提供一种换流阀保护方法，参见图1c，上述方法至少包括如下步骤：

步骤S101：当双极柔性直流输电系统发生故障时，判断故障类型，若所述故障类型为第一类故障时，则执行步骤S102，若所述故障类型为第二类故障时，则执行步骤S104。

需要说明的是，在双极柔性直流输电系统中，多个换流阀组成换流器，换流器和断路器等电器设备组成换流站，即变电站。而在双柔性直流输电系统中，可能会出现多种类型故障，其中包括第一故障类型和第二故障类型。所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障。

所述第二类故障可以为双极柔性直流输电系统中的换流变压器故障，也可以为桥臂电抗器故障，本实用新型的第二故障为在双极柔性直流输电系统中除了换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障之外的故障。

步骤S102：阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置。

需要说明的是，所述阀控装置相当于图1a示出的阀控装置。当阀控装置确定故障类型为第一类故障时，阀控装置会根据预先设定的对应关系生成第一保护信号，并将第一保护信号发送至极控装置。

步骤S103：所述极控装置基于所述第一保护信号执行第一保护操作。

需要说明的是，所述极控装置相当于图1b示出的极控装置。所述极控装置接收到阀控装置发送的第一保护信号后，极控制装置会基于第一保护信号去执行第一保护操作，该保护操作是将换流阀从所连接的电路中分离，使换流阀不受双极柔性直流输电系统中的电流影响，从而起到保护换流阀的目的。

步骤S104：所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置。

需要说明的是，当阀控装置确定故障类型为第二类故障时，阀控装置会根据预先设定的对应关系生成第二保护信号，并将第二保护信号发送至极控装置。

步骤S105：所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。

需要说明的是，所述极控装置接收到阀控装置发送的第二保护信号后，极控制装置会基于第二保护信号去执行第二保护操作，该保护操作是将换流阀从所连接的电路中分离，使换流阀不受双极柔性直流输电系统中的电流影响，从而起到保护换流阀的目的。

具体实现步骤105的过程，如图2所示，具体包括以下步骤：

步骤S201：所述极控装置基于所述第二保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，断开交流断路器信号和触发极隔离命令信号。

需要说明的是，极控装置生成的闭锁信号主要用于控制换流阀自身关闭，使换流阀不再导通工作；所述断开直流断路器信号主要用于控制换流阀的直流断路器断开；所述触发极隔离命令信号主要用于触发极隔离命令，从而控制使换流器两侧的断路器断开，使换流器处于隔离状态；所述断开交流断路器信号主要用于控制换流器交流断路器断开。

在本实用新型中，所述换流阀是采用IGBT作为换流阀，而IGBT本身具有自关断能力，因此，极控装置可以通过闭锁信号控制换流阀。

步骤S202：所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述隔离命令信号执行极隔离命令。

需要说明的是，需要说明的是，极控装置通过闭锁信号控制换流阀闭锁，可以使换流阀处于不导通状态；通过断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，可以使换流阀的直流连接端处于断开状态，有效的将换流阀在电路中隔离；而换流器执行极隔离命令，是将换流器两侧的交流断路器和直流断路器断开，从而达到保护换流器的作用，而换流器由多个换流阀组成，因此对换流器的隔离就是对换流器中的多个换流阀隔离，对换流器的保护也就相当于对换流阀的保护。

本实用新型实施例通过当双极柔性直流输电系统发生故障时，若故障为第一类故障，阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行第一保护操作；若故障为第二类故障，所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置，所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护方法，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

参考图3，为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法，该方法包括以下步骤：

步骤S301：当双极柔性直流输电系统发生故障时，判断故障类型，若所述故障类型为第一类故障时，则执行步骤S302，若所述故障类型为第二类故障时，则执行步骤S306。

步骤S302：阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置。

需要说明的是，步骤S301和步骤S302的执行原理及具体执行过程与如图1c所示的步骤S101和步骤S102的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

步骤S303：所述极控装置基于所述第一保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，触发极隔离命令信号和断开交流断路器信号。

需要说明的是，极控装置生成的闭锁信号主要用于控制换流阀自身关闭，使换流阀不再处于导通工作状态；所述断开直流断路器信号主要用于控制换流阀的直流断路器断开；所述触发极隔离命令信号主要用于触发极隔离命令，从而控制使换流器两侧的断路器断开，使换流器处于隔离状态；所述断开交流断路器信号主要用于控制换流器交流断路器断开。

在本实用新型中，所述换流阀是采用IGBT作为换流阀，而IGBT本身具有自关断能力，因此，极控装置可以通过闭锁信号控制换流阀。

步骤S304：所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述极隔离命令信号执行极隔离命令。

需要说明的是，极控装置通过闭锁信号控制换流阀闭锁，可以使换流阀处于不导通状态工作状态；通过断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，可以使换流阀的直流连接端处于断开状态，有效的将换流阀在电路中隔离；而换流器执行极隔离命令，是将换流器两侧的交流断路器和直流断路器断开，从而达到保护换流器的作用，而换流器由多个换流阀组成，因此对换流器的隔离就是对换流器中的多个换流阀隔离，对换流器的保护也就相当于对换流阀的保护。

步骤S305：所述极控装置延时第一预设时间T1，并在延时所述第一预设时间T1之后，基于所述断开交流断路器信号断开换流阀的交流断路器。

所述第一预设时间为在换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障时至交流断路器未断开时，不会因为换流阀两侧电压超过额定值，形成过电压现象的时间，即不会导致换流阀损坏的时间段。在本实用新型中，第一预设时间可以根据换流阀所承受的时间所得到的，本实用新型不对第一预设时间做限定。

优选的，所述第一预设时间T1为4ms。

步骤S306：所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置。

步骤S307：所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。

需要说明的是步骤S306和步骤S307的执行原理及具体执行过程与如图 1c所示的步骤S104和步骤S105的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

本实用新型实施例通过当双极柔性直流输电系统发生故障时，若故障为第一类故障，阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行闭锁换流阀、断开直流断路器、交流断路器和执行极隔离命令；若故障为第二类故障，所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置，所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护方法，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

参考图4，为本实用新型实施例提供的另一种换流阀保护方法，该方法包括以下步骤：

步骤S401：当双极柔性直流输电系统发生故障时，判断故障类型，若所述故障类型为第一类故障时，则执行步骤S402，若所述故障类型为第二类故障时，则执行步骤S408。

步骤S402：阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置。

步骤S403：所述极控装置基于所述第一保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，触发极隔离命令信号和断开交流断路器信号。

步骤S404：所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述极隔离命令信号执行极隔离命令。

需要说明的是步骤S401至步骤S404的执行原理及具体执行过程与如图2 所示的步骤S301和步骤S304的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

步骤S405：所述极控装置延时第一预设时间T1，并在延时所述第一预设时间T1的过程中检测极保护装置是否动作，若所述极保护装置动作，则执行步骤S406，若所述极保护装置未动作，则执行步骤S407。

需要说明的是，在本实用新型中，极控装置一般会延时一段时间后执行断开交流断路器，当在延时这段时间内，极控装置会去检测极保护装置是否动作，该动作是指是否进行选相跳闸，若极保护装置进行了选相跳闸，则说明需要进行选相跳闸，若极保护装置未进行选相跳闸动作，则说明不需要进行选相跳闸。

步骤S406：基于分相规则断开换流阀的交流断路器，并将所述断开交流断路器信号屏蔽第二预设时间T2。

在步骤S406中，所述第二预设时间T2大于断开交流断路器的时间。

需要说明的是，所述分相规则是预先设定的规则，通过该分相规则断开换流阀的交流断路器，既可以避免整个换流器停止工作，也可以起到对换流器的保护，从而避免过多的换流阀损坏。

优选的，在本实用新型中，所述的第二预设时间T2为4ms，但所述第二预设时间不仅限于4ms。

步骤S407：当延时满足所述第一预设时间T1时，基于所述断开交流断路器信号断开换流阀的交流断路器。

需要说明的是，极控装置在延时一段时间后，会执行接收到的断开交流断路器信号，即断开换流阀的交流断路器。

步骤S408：所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置。

步骤S409：所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。

需要说明的是，步骤S408和步骤S409执行原理及具体执行过程与如图3 所示的步骤S306和步骤S307的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

本实用新型实施例通过当双极柔性直流输电系统发生故障时，若故障为第一类故障，阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行闭锁换流阀、断开直流断路器、交流断路器和执行极隔离命令；若故障为第二类故障，所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置，所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护方法，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

优选的，基于上述实施例公开的换流阀保护方法，如图5所示，所述换流阀保护方法针对以下情况具体实现换流阀保护的过程为：

步骤S501：在所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障之后，发生第一类故障，所述阀控装置将对应所述第一类故障的第一保护信号转换为第二保护信号，并延时第三预设时间T3之后发送所述第二保护信号至所述极控装置。需要说明的是，在所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障之后，阀控装置需要生成第二保护信号，在第二保护信号未发出之前，发生了第一类故障，而此时，阀控装置会将第一类故障生成的第一保护信号转换成第二保护信号，并延时一段时间后将第二保护信号发送给极控装置。

步骤S502：所述极控装置基于所述第二保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，断开交流断路器信号和触发极隔离命令信号。

步骤S503：所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述隔离命令信号执行极隔离命令。

需要说明的是，步骤S502和步骤S503执行原理及具体执行过程与如图2 所示的步骤S201和步骤S202的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

本实用新型通过在所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障之后，发生第一类故障，所述阀控装置将对应所述第一类故障的第一保护信号转换为第二保护信号，并延时第三预设时间T3之后发送所述第二保护信号至所述极控装置；所述极控装置基于所述第二保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，断开交流断路器信号和触发极隔离命令信号；所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述隔离命令信号执行极隔离命令。通过上述公开的换流阀保护方法，对在所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障之后，发生第一类故障时，将第一故障的第一保护信号转换成第二保护信号，延时后并发送给极控装置，极控装置根据第二保护信号对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流阀保护的目的。

优选的，基于上述实施例公开的换流阀保护方法，如图6所示，所述换流阀保护方法针对以下情况具体实现换流阀保护的过程为：

步骤S601：当所述阀控装置生成其他保护信号时，将所述其他保护信号转换为所述第二保护信号，并将所述第二保护信号发送至极控装置。

需要说明的是，阀控装置采集到的故障所生成的保护信号可能为其他保护信号，所述其他保护信号为除第一保护信号和第二保护信号之外的保护信号，当阀控装置向极控装置发送保护信号时，会进行检测所要发送的保护信号是否为第一保护信号和第二保护信号，当阀控装置检测到所要发送的保护信号为其他保护信号时，阀控装置需要将其他保护信号转换为第二保护信号，并发送给极控装置。

步骤S602：所述极控装置基于所述第二保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，断开交流断路器信号和触发极隔离命令信号。

步骤S603：所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述隔离命令信号执行极隔离命令。

需要说明的是，步骤S602和步骤S603执行原理及具体执行过程与如图2 所示的步骤S201和步骤S202的执行原理及具体执行过程相同，可参见上述对应描述，这里不再进行赘述。

本实用新型通过当所述阀控装置生成其他保护信号时，将所述其他保护信号转换为所述第二保护信号，并将所述第二保护信号发送至极控装置；所述极控装置基于所述第二保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，断开交流断路器信号和触发极隔离命令信号；所述极控装置基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁，基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器，基于所述隔离命令信号执行极隔离命令。通过上述公开的换流阀保护方法，阀控装置生成其他保护信号时，将其他保护信号转换成第二保护信号，并发送给极控装置，极控装置根据第二保护信号对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流阀保护的目的。

与上述提供的换流阀保护方法相对应，本实用新型还提供了相应的换流阀保护系统，如图7所示，为本实用新型公开的一种换流阀保护系统，该换流阀保护系统包括：阀控装置701和极控装置702。

所述阀控装置701，用于当双极柔性直流输电系统发生第一类故障时，生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至所述极控装置，所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障；以及当所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障时，生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置，所述第二类故障包括除所述第一类故障之外的所有故障。

所述极控装置702，用于基于所述第一保护信号执行第一保护操作；以及基于所述第二保护信号执行第二保护操作。

优选的，如图8所示，所述极控装置702，包括：或门电路801、延时器 802、直流断路器开关803、换流阀开关804、极隔离开关805和交流断路器开关806。

所述或门电路801，用于基于所述第一保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，触发极隔离命令信号和断开交流断路器信号，并将所述闭锁信号发送至所述换流阀开关804，断开直流断路器信号发送至所述直流断路器开关803，触发极隔离命令信号发送至所述极隔离开关805，将所述断开交流断路器信号发送至所述延时器802。

所述延时器802，用于将所述断开交流断路器信号延时第一预设时间T1，并在延时所述第一预设时间T1之后，将所述断开交流断路器信号发送至所述交流断路器开关806。

所述直流断路器开关803，用于基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器。

所述换流阀开关804，用于基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁。

所述极隔离开关805，用于基于所述极隔离命令信号执行极隔离命令。

所述交流断路器开关806，用于基于所述断开交流断路器信号断开换流阀的交流断路器。

优选的，所述换流阀保护系统，还包括：极保护装置。

所述极保护装置，用于在所述延时器将所述断开交流断路器信号延时第一预设时间T1过程中，基于所述断开交流断路器信号执行极保护动作。

优选的，如图9所示，所述极控装置702，包括：或门电路901、延时器 902、直流断路器开关903、换流阀开关904、极隔离开关905和交流断路器开关906。

所述或门电路901，用于基于所述第一保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，触发极隔离命令信号和断开交流断路器信号，并将所述闭锁信号发送至所述换流阀开关904，断开直流断路器信号发送至所述直流断路器开关903，触发极隔离命令信号发送至所述极隔离开关905，将所述断开交流断路器信号发送至所述延时器902。

所述延时器902，用于将所述断开交流断路器信号延时第一预设时间T1，并在延时所述第一预设时间T1的过程中检测极保护装置是否动作；若所述极保护装置动作，基于分相规则向所述交流断路器开关906发送断开交流断路器信号，并将所述断开交流断路器信号屏蔽第二预设时间T2，所述第二预设时间T2大于断开交流断路器的时间；若所述极保护装置未动作，当延时满足所述第一预设时间T1时，向所述交流断路器开关906发送所述断开交流断路器信号。

所述直流断路器开关903，用于基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器。

所述换流阀开关904，用于基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁；

所述极隔离开关905，用于基于所述极隔离命令信号执行极隔离命令；

所述交流断路器开关906，用于基于所述断开交流断路器信号断开换流阀的交流断路器。

优选的，如图10所示，所述极控装置702，包括：或门电路1001、直流断路器开关1002、换流阀开关1003、极隔离开关1004和交流断路器开关1005；

所述或门电路1001，用于基于所述第一保护信号生成闭锁信号，断开直流断路器信号，触发极隔离命令信号和断开交流断路器信号，并将所述闭锁信号发送至所述换流阀开关1003，断开直流断路器信号发送至所述直流断路器开关1002，触发极隔离命令信号发送至所述极隔离开关1004，将所述断开交流断路器信号发送至所述交流断路器开关1005。

所述直流断路器开关1002，用于基于所述断开直流断路器信号断开换流阀的直流断路器。

所述换流阀开关1003，用于基于所述闭锁信号控制换流阀闭锁。

所述极隔离开关1004，用于基于所述极隔离命令信号执行极隔离命令。

所述交流断路器开关1005，用于基于所述断开交流断路器信号断开换流阀的交流断路器。

优选的，所述换流阀保护系统，还包括：与门电路

所述与门电路，用于当所述阀控装置生成其他保护信号时，将所述其他保护信号转换为所述第二保护信号，并将所述第二保护信号发送至极控装置 702。

优选的，如图11所示，所述换流阀保护系统，还包括：与门电路1101 和延时器1102。

所述与门电路1101，用于在所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障之后，发生第一类故障，将对应所述第一类故障的第一保护信号转换为第二保护信号，并发送至所述延时器1102。

所述延时器1102，用于将所述第二保护信号延时第三预设时间T3之后发送至所述极控装置702。

需要说明的是，上述本实用新型公开的换流阀保护系统中的极控装置和阀控装置具体的原理和执行过程，与上述本实用新型实施例公开的换流阀保护方法中的极控装置和阀控装置相同，可参见上述本实用新型实施例公开的换流阀保护方法中相应部分，这里不再进行赘述。

本实用新型实施例通过当双极柔性直流输电系统发生第一类故障时，阀控装置生成对应所述第一类故障的第一保护信号，并发送至极控装置；所述极控装置基于所述第一保护信号执行第一保护操作；当所述双极柔性直流输电系统中发生第二类故障时，所述阀控装置生成对应所述第二类故障的第二保护信号，并发送至所述极控装置；所述极控装置基于所述第二保护信号执行第二保护操作。通过上述公开的换流阀保护系统，根据不同故障采用不同方式对换流阀、以及换流阀的直流断路器和交流断路器进行控制，从而达到对换流器保护的目的。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述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。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。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本实用新型的范围。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种换流阀保护系统，其特征在于，适用于双柔性直流输电系统，包括：阀控装置和极控装置；

所述阀控装置的第一输出端与所述极控装置的第一输入端相连，将双极柔性直流输电系统发生第一类故障时生成的第一保护信号输入所述极控装置，所述第一类故障包括换流变阀侧连接线故障和/或桥臂电抗器阀侧连接线故障；

所述阀控装置的第二输出端与所述极控装置的第二输入端相连，将所述双极柔性直流输电系统发生第二类故障时生成的第二保护信号输入所述极控装置，所述第二类故障包括除所述第一类故障之外的所有故障；

所述极控装置由第一或门电路、开关电路和与门电路构成；

所述极控装置的第一输入端分别作为所述第一或门电路和与门电路的一输入端，所述极控装置的第二输入端为所述第一或门电路的一输入端；

所述与门电路的输出端和所述第一或门电路的输出端分别与所述开关电路的控制端相连，所述开关电路的执行端与交流断路器、直流断路器和换流器相连，所述第一或门电路和所述与门电路基于输入的所述第一保护信号控制所述开关电路执行第一保护操作，所述第一或门电路基于所述第二保护信号控制所述开关电路执行第二保护操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：极保护装置；

所述极保护装置的检测端与所述与门电路的另一输入端相连，所述极保护装置的执行端与所述交流断路器相连。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述与门电路，包括：第一延时器、第一与门电路、第二延时器、第一非门电路和第二与门电路；

所述第一延时器的输入端分别与所述第一与门电路的一输入端、所述阀控装置的第一输出端相连，所述第一延时器的输出端与所述第二与门电路的一输入端相连；

所述第一与门电路的另一输入端与所述极保护装置的检测端相连，输出端与第二延时器输入端相连，所述第二延时器的输出端与第一非门电路的输入端相连；

所述第一非门电路的输出端与所述第二与门电路的另一输入端相连；

所述第二与门电路的输出端与所述交流断路器通过所述开关电路相连。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述开关电路，包括：第一开关、第二开关和第三开关；

所述第一开关的控制端分别与所述阀控装置的第二输出端、所述第一与门电路的输出端相连，所述第一开关的执行端与所述交流断路器相连；

所述第二开关的控制端与所述或门电路的输出端相连，所述第二开关的执行端与所述直流断路器相连；

所述第三开关的控制端与所述或门电路的输出端相连，所述第三开关的执行端与所述换流器相连。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述阀控装置，包括：保护信号产生电路，第三与门电路、第四与门电路、第三延时器、第二或门电路和第二非门电路；

所述保护信号产生电路的第一输出端分别与所述第二非门电路的输入端、第四与门电路的一输入端、所述极控装置的第一输入端相连，所述保护信号产生电路的第二输出端分别与所述第三延时器、第三与门电路的一输入端相连，所述保护信号产生电路的第一输出端用于输出第一保护信号；

所述第二非门电路的输出端与所述第三与门电路的另一输入端相连；

所述第三延时器的输出端与所述第四与门电路的另一输入端相连；

所述第三与门电路的输出端与所述第二或门电路的一输入端相连；

所述第四与门电路的输出端与所述第二或门电路的另一输入端相连；

所述第二或门电路的输出端与所述极控装置的第二输入端相连，用于输出第二保护信号。

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