[實用新型]直流保護和直流控制系統之間的通訊裝置

有效

• 申請號: 201020282117.0
• 申請日: 2010-08-04
• 公開（公告）號: CN201805421U
• 公開（公告）日: 2011-04-20
• 發明（設計）人: 張建鋒;徐斌;楊帆;周全;周競宇
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心;南京南瑞繼保電氣有限公司
• 主分類號: H04B1/74
• 分類號: H04B1/74;H04B10/08
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 陳建和

技術領域

本實用新型涉及在直流換流站中保護設備與控制設備之間的信號交互和通訊裝置以及與此相關的控制保護設備。

背景技術

高壓直流輸電由于其特有的優點，如長距離、大功率、異步聯網、功率快速調節性、潮流可控性、輸電經濟性等，已經得到了廣泛的應用。由于高壓直流輸電系統輸電功率大，直流部分分成控制和保護兩個部分，分別完成換流變直流部分的控制和保護功能。。

在直流換流站中，保護設備(PPR)一般與直流控制系統(PCP)進行雙向的信號交換，保護設備發給控制系統的信號主要包括閉鎖、極平衡命令、功率回降命令和線路重啟命令等，控制系統發給保護設備的信號主要包括直流極的運行狀態等信號，具體的信號交換示意圖如附圖1所示。

在國內現有的直流換流站中，保護設備與控制系統之間或采用基于繼電器的電氣通訊方式，這種傳統的通訊方式通過繼電器接點的分合來傳遞開關量信號；或采用低速總線的通訊方式，比如CAN總線等。

采用基于繼電器的通訊裝置，傳遞的信號數量與繼電器的個數成正比，傳遞的信號數量越多所需要配置的繼電器數量越多，設備之間的接線復雜度也相應增加，因此這種通訊裝置的可擴充性和靈活性較差。

在這種通訊結構下，信號的傳遞需要依靠繼電器接點的分合來完成，而繼電器接點為機械結構，其分合時間一般為十幾至幾十毫秒，因此這種方式下的信號傳輸速度較慢。

在直流換流站內，由于進行交流、直流轉換的過程中會產生大量的諧波，是一個強電磁干擾環境，繼電器可能會受到電磁干擾的影響，因此這種通訊結構的抗干擾能力較差。

采用低速總線的通訊方式，克服了可擴充性和靈活性差、抗干擾能力弱的缺點，可靠性也得到了較大提高，但是低速總線還是電氣信號，抗干擾能力還是較差，而且還是存在傳輸速度慢的缺點。

為了提高保護設備與控制設備之間信號交換的靈活性和可靠性，需要提供一種更為簡便、可靠的通訊方式和裝置，保證信號交換的正確性。

實用新型內容

本實用新型的目的是：提供基于光纖通訊的直流換流站內保護設備和控制設備間的通訊裝置，避免電氣和機械的通訊方式，保證信號交換的靈活、高速和可靠。

本實用新型的技術方案是：高壓直流換流站的保護設備和控制設備之間的通訊裝置：每極設有二路直流極控系統：其中一路為值班系統，另一路為備用系統；

采用兩套或者三套保護設備通過雙向光纖同時連接兩路直流控制設備，直流控制設備采用冗余切換的裝置；每套直流控制與直流保護設備之間設有標準信號的聯系通道。

其中，每極的直流控制設備的值班機在收到任意一套、兩套或者三套保護設備發送的命令處理后進行命令的執行；同時每極的運行狀態信號也由每極的控制值班設備同時發送至兩套保護設備。

當三套保護設備中一套保護設備與極控兩套系統之間的光纖通訊同時出現故障時，極控值班和備用系統檢測到該光纖故障，每極的直流控制系統的值班機在收到剩余兩套直流保護設備任一套發送的命令后即進行命令的執行，或同時收到剩余兩套直流保護設備發送的命令進行命令的執行。

當三套保護設備中兩套保護設備或兩套保護設備中一套保護設備與極控兩套系統之間的光纖通訊同時出現故障時，極控值班和備用系統檢測到該光纖故障，每極的直流控制系統的值班機在收到剩余一套直流保護設備發送的命令后即進行命令的執行。

兩種通訊裝置中的光纖通訊全部采用基于IEC國際標準的IEC60044-8高速光纖通訊協議。

值班和備用的控制設備之間可以進行系統切換，當控制值班系統出現故障時，它就退出值班，由另一套極控系統值班運行，直流保護設備自動選擇值班系統信號。

直流保護和直流控制之間的通信也可以冗余配置，冗余的兩路均完好時時任意選用其中一路，一路故障時選用完好的一路，兩路故障時才認為通信故障。

本實用新型的有益效果：兩種通訊結構都采用光纖作為穩定控制設備和直流控制保護系統之間信號交互的介質，采用高速光纖通訊協議保證信號傳輸的靈活、高速和可靠，可以同時支持模擬量和開關量的交換，采用一路光纖即可完成大量信號的雙向交換。

附圖說明

圖1為保護設備與控制設備信號交換示意圖；

圖2為本實用新型中，保護設備和控制設備之間的通訊裝置(結構一)；

圖3為本實用新型中，保護設備和控制設備之間的通訊結構(結構二)。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

在本實用新型中，保護設備和控制設備之間的信號狀態交換全部采用光纖通訊完成。