[發明專利]一種換流閥運行試驗裝置的控制保護系統

有效

• 申請號: 200910243012.6
• 申請日: 2009-12-23
• 公開（公告）號: CN101726640A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 湯廣福;張新剛;查鯤鵬;呂錚;賀之淵
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: G01R1/36
• 分類號: G01R1/36;G01R31/28;G05B19/048
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明涉及電力系統自動化設備領域，具體涉及一種適用于合成形式換流閥運行試驗裝 置的控制保護系統。

背景技術

高壓直流輸電HVDC換流閥運行試驗裝置用于測試閥在最惡劣運行條件和故障條件下的性 能，是完成換流閥型式試驗的必需設備。換流閥由多個晶閘管串聯或并聯組成。目前，單個 晶閘管電壓、電流耐受能力的迅速增長，使得換流閥的電氣耐受能力也隨之提高。這就給運 行試驗裝置提出了更高的要求。為了降低裝置的容量，國際上通常采用合成方法來完成運行 試驗，基本思想是：將試驗所需的高電壓、直流大電流、涌流、電壓沖擊分別通過高壓小電 流回路、直流低壓大電流回路、涌流回路、沖擊回路來提供，并交替施加于試品閥上。

合成形式換流閥運行試驗裝置的主電路包括：試品閥、輔助閥、隔離刀閘、斷路器、水 冷系統、電抗器、電容器、傳感器等元件。為了使裝置能夠完成換流閥的各項運行試驗，并 在異常情況下將危害降至最低，就需要一套功能完備、性能良好的控制保護系統。中國專利 CN100392419C公開了一種合成全工況試驗裝置控制保護系統與故障保護方法，控制保護系統 包括上層控制保護系統、合成全工況試驗裝置測量系統、充電回路控制保護子系統、第一水 冷裝置控制保護子系統、合成全工況試驗電路控制保護子系統、第二水冷裝置控制保護子系 統、低壓大電流源控制保護子系統，以及操作臺和錄波儀；包括了五個相互獨立的控制保護 子系統，其針對不同故障，設計了八級保護措施，并根據故障的嚴重程度設計了九級優先級。 但是本發明與該申請存在本質區別。具體內容如下。

(1)用途不同。專利CN100392419C公開控制保護系統用于控制“低壓充電回路”、“合 成全工況試驗電路”及“低壓大電流源”，事實完成的是靈活交流輸電類晶閘管閥 的運行試驗。本發明所述控制保護系統用于控制高電壓供電系統、直流大電流供 電系統、高電壓電路、直流大電流電路、涌流電路、沖擊電路，能夠完成 IEC60700(GB/T20990)所定義的全部HVDC用換流閥的全套運行試驗。

(2)控制功能不同。專利CN100392419C所公開的控制保護系統只能以固定的時序觸發 試驗回路的輔助閥及試品閥，各閥一旦解鎖，每個試驗周期內的觸發次數和相位 均固定不變。但在本發明中，每個閥的觸發時序隨時可變，在解鎖后，各個閥在 每周波內的觸發次數和相位能夠根據要求而變化，且每個閥的觸發時序變化能夠 同時完成，這就避免了因觸發時序存在差異而引起的異常情況。

(3)保護功能不同。專利CN100392419C針對不同故障，設計了八級保護措施，并根據 故障的嚴重程度設計了九級優先級，這就勢必造成保護邏輯復雜多樣，降低了可 靠性。本發明在深入分析各種異常情況的基礎上，將所有異常情況歸納為三個等 級：普通異常、有害異常、緊急異常；根據這三個等級，分別采取解耦退出、閉 鎖退出及連續觸發退出的保護措施；這就使保護功能變的簡便易行，增加了可靠 性。

(4)現場控制器不同。專利CN100392419C用于完成現場控制的第三層控制保護子系統 包括：充電回路控制保護子系統、第一水冷裝置控制保護子系統、合成全工況試 驗電路控制保護子系統、第二水冷裝置控制保護子系統、低壓大電流源控制保護 子系統。由于現場的控制對象不同，本發明用于完成現場控制的控制器包括：直 流大電流供電系統控制器、高電壓供電系統控制器、涌流電路控制器、沖擊電路 控制器、試品閥水系統控制器及試驗裝置水系統控制器。除兩套水冷系統的控制 保護內容相似外，其它則完全不同。

(5)層級架構不同。專利CN100392419C的控制保護系統采用層級結構，明確地分為三 級，處于第三級各種控制保護子系統與“操作臺”、“錄波儀”沒有明確的直接聯 系。本發明采用功能單元互連的硬件架構，無層級概念，各種現場控制器通過“遠 程CAN總線”與操作臺直接連接，這樣，可以使操作員更加快捷地與現場控制器 進行信息交互。

(6)專利CN100392419C未公開上層控制保護系統、合成全工況試驗裝置測量系統的具 體實施方法。本發明提供了控制保護系統的具體功能劃分及工作時序，具有原創 性。

發明內容

為了達到上述目的：使合成形式換流閥運行試驗裝置能夠完成換流閥的各項運行試驗， 并在異常情況下將危害降至最低，就需要一套功能完備、性能良好的控制保護系統。