[發明專利]一種模塊化多電平換流器的保護系統及其保護方法

有效

• 申請號: 201110243651.X
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102299506A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發明（設計）人: 王韌秋;楊岳峰;賀之淵;湯廣福
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10;H02H3/08
• 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

1.一種模塊化多電平換流器的保護系統，所述保護系統包括依次連接的子模塊控制器、閥基控制設備和極控系統；其特征在于，所述保護系統包括在所述換流器中的電抗器與電網之間設置電流互感器。

2.如權利要求1所述的保護系統，其特征在于，所述閥基控制設備包括主閥基控制設備和從閥基控制設備；所述極控系統包括主極控系統和從極控系統；

所述主閥基控制設備和從閥基控制設備、所述主極控系統和從極控系統之間通過光纖連接；所述主閥基控制設備和從閥基控制設備分別與所述子模塊控制器連接；

所述換流器包括3相6橋臂，所述橋臂包括電抗器和串聯的子模塊；所述電抗器和所述子模塊串聯；

所述保護系統的子模塊控制器與所述換流器的子模塊中IGBT的基極連接。

3.如權利要求1所述的保護系統，其特征在于，所述電流互感器包括電流互感器(I、II)；

所述電流互感器(I、II)的6個測量通道分別與所述6橋臂連接；

所述電流互感器(I、II)的數字輸出端口分別與所述主閥基控制設備和所述從閥基控制設備連接，所述電流互感器(I、II)的模擬輸出端口分別與所述主極控系統和所述從極控系統連接。

4.如權利要求1所述的保護系統，其特征在于，所述電流互感器為光學電流互感器。

5.一種如權利要求1所述的模塊化多電平換流器的保護方法，其特征在于，所述保護方法包括橋臂過流判定和橋臂過流保護；其中所述過流是指6橋臂的任一橋臂的電流量超過額定電流量的1.5Pu。

6.如權利要求5所述的保護方法，其特征在于，所述橋臂過流判定包括如下步驟：

(1)判斷所述主閥基控制設備和從閥基控制設備之間通信狀態是否正常，是則進行步驟(2)，否則進行步驟(3)；

(2)所述主閥基控制設備和從閥基控制設備通過相應的所述光學電流互感器I和光學電流互感器II同時對所述6個橋臂進行過流檢測，當主閥基控制設備和從閥基控制設備均未檢測出過流現象，則主閥基控制設備對橋臂過流判定結果為橋臂未過流；

當主閥基控制設備和從閥基控制設備至少一個檢測出過流現象，則主閥基控制設備對橋臂過流判定結果為橋臂過流，并開始執行橋臂過流保護動作；

(3)所述主閥基控制設備通過電流互感器I對所述6個橋臂進行過流檢測，得到最終的橋臂過流判定結果。

7.如權利要求5所述的保護方法，其特征在于，所述橋臂過流保護包括如下步驟：

①所述主閥基控制設備和從閥基控制設備判斷電流互感器(I、II)通信是否正常；②所述步驟①的通信正常時，根據所述步驟(2)的電流值進行加權平均，重復6次，得到橋臂電流量；

③所述主閥基控制設備判斷所述步驟②的橋臂電流量是否屬于過流現象，若屬于過流現象則進行暫時全局閉鎖處理，否則進行步驟④；

④所述主閥基控制設備根據所述步驟(2)和所述步驟(3)出現過流現象的判定結果進行所述暫時全局閉鎖處理，根據所述步驟(2)和所述步驟(3)未出現過流現象的判定結果進行橋臂電流量正常處理；

⑤執行所述暫時全局閉鎖時間為持續10ms，執行暫時全局閉鎖10ms后，主閥基控制設備對暫時全局閉鎖次數計數，且未接收到主極控系統下發的全局閉鎖信號時，主閥基控制設備執行自動解鎖并開啟100ms倒數計時；若解鎖后100ms內再次發生過流現象，則主閥基控制設備發送永久全局閉鎖信號，并主閥基控制設備向主極控系統發送緊急故障跳閘請求；

⑥所述步驟④正常處理的同時判斷當前是否處于所述倒數計時狀態和所述暫時全局閉鎖狀態：

若倒數計時狀態已結束，則主極控系統將所述暫時全局閉鎖次數清零；

若未處于所述暫時全局閉鎖狀態且未處于所述倒數計時狀態，則直接退出處理；

若未處于倒數計時狀態，但處于所述暫時全局閉鎖狀態，則進入所述暫時全局閉鎖狀態是否結束的判定；

8.如權利要求7所述的保護方法，其特征在于，所述暫時全局閉鎖狀態是否結束的判定

包括：

若所述暫時全局閉鎖狀態未結束直接退出處理；

若所述暫時全局閉鎖狀態結束且當前未收到發送的全局閉鎖信號，則執行解鎖并開啟100ms計時。

9.如權利要求7所述的保護方法，其特征在于，所述暫時全局閉鎖處理即關閉所有子模塊的IGBT，暫時全局閉鎖狀態持續時間為10ms。

10.如權利要求7所述的保護方法，其特征在于，所述倒數計時狀態持續時間為100ms。