[發明專利]過流保護方法

有效

• 申請號: 201510089088.3
• 申請日: 2015-02-26
• 公開（公告）號: CN104659749B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發明（設計）人: 胡兆慶;董云龍;田杰;李海;劉海彬;盧宇
• 申請（專利權）人: 南京南瑞繼保電氣有限公司;南京南瑞繼保工程技術有限公司
• 主分類號: H02H7/10
• 分類號: H02H7/10
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于直流輸電領域，特別涉及一種柔性直流多電平換流器過流保護方法、閥控電子裝置、控制保護裝置及檢測系統。

背景技術

柔性直流輸電采用電壓源換流器，可以獨立調節有功和無功的傳輸、提高交流系統的輸電能力，易于構成多端直流輸電系統，在可再生能源的發電并網、孤島城市供電以及交流系統互聯等應用領域，具有明顯的競爭力。

柔性直流輸電控制保護設備以及閥控電子設備，是對多電平換流器進行控制和保護的設備，控制的目的是滿足柔性直流輸電換流站的運行要求，這些要求包括對輸送直流功率大小的調節，對多電平換流器連接至電網處的電壓和無功功率進行調節，以及對站內開關刀閘進行順序操作。

柔性直流交流母線或者閥區故障，其造成故障橋臂電流以及橋臂電流變化率比較大，可能會引起橋臂子模塊單元過流損壞，需要閥控電子設備檢測橋臂電流進行保護，在傳統直流輸電保護中常用的措施就是通過上位機控制保護下發永久閉鎖和跳閘命令斷開換流器和交流系統連接，達到保護換流閥目的。但是這種方式不能區分交流母線或者閥區的瞬時故障和永久性故障，一旦出現閥區的瞬時故障，雖然采用這種方式保護了換流閥，但同時永久閉鎖造成柔性直流輸電系統停運。另外有的方法是通過檢測橋臂二次過流轉為永久閉鎖方式進行保護，但這種方式同樣不能避免橋臂瞬時過流引起系統停運，另外一方面，如果每個橋臂閥控電子設備之間沒有通訊，需要六個橋臂閉鎖一段時間，這種方式無法實現。

多電平柔性直流輸電系統中一種常見現象就是橋臂發生瞬時短路故障或者交流母線側發生瞬時故障引起橋臂的過流,由于過流持續時間的不確定性,所以這種瞬時過流無法用二次過流檢測閉鎖或者固定延時方式清除故障后維持柔性直流輸電系統運行。

發明內容

本發明的目的，在于提供一種柔性直流多電平換流器的過流保護方法、閥控電子裝置、控制保護裝置及檢測系統。該技術利用閥控電子設備和上位機控制保護系統配置的橋臂過流保護在定值和時序上相互配合，當電壓源型多電平換流器發生交流母線或者橋臂故障時，提供保護同時又保證柔性直流系統持續運行目標。

為了達成上述目的，本發明的解決方案是：一種柔性直流多電平換流器過流保護方法，其特征在于每橋臂閥控電子設備以及上位機控制保護系統同時檢測橋臂電流，并且都配置橋臂過流保護，兩者的橋臂過流保護在定值和時序上相互配合：上位機保護為主保護,閥控電子設備為后備保護,后備保護設置定值比主保護高；

閥控電子設備運行N個周期內都檢測到過流就臨時閉鎖脈沖，同時上送臨時閉鎖信號給上位機；

上位機處理該閉鎖信號步驟如下：(a1)上位機檢測是否收到閥控電子設備上傳的臨時閉鎖信號，沒收到就持續發解鎖命令給閥控電子設備，閥控電子設備收到解鎖命令就發出子模塊觸發脈沖；上位機控制保護系統只要收到任何一個閥控電子設備上送的臨時閉鎖信號，就進入步驟(a2)，否則重復步驟(a1)；

(a2)上位機延時一段時間T1后，如果臨時閉鎖信號消失回到步驟(a1)，如果仍然有臨時閉鎖信號存在，上位機持續T2時間向所有橋臂發送閉鎖信號，任何一個閥控電子設備收到上位機發送的閉鎖信號就閉鎖脈沖，進入步驟(a3)；

(a3)上位機發送解鎖信號，回到步驟(a1)。

上述方案中,所述N數值取值范圍0～1000。

上述方案中,所述后備保護設置定值比主保護高，具體是指閥控電子設備橋臂過流定值取值范圍1.5～3.0額定電流,上位機橋臂過流定值取值范圍1.0～2.0 額定電流，兩者檢測過流的延時取值范圍0ms-2000ms。

上述方案中,所述步驟(a2)中，T1取值范圍0ms～100ms，T2取值范圍 0ms～1000ms。

上述方案中,所述步驟(a2)中，T1延時時間是上位機運行周期整數倍。

上述方案中，上位機控制保護系統和閥控電子設備之間通過光纖通道傳遞信號。

上述方案中，所述閥控電子設備中設置兩路獨立檢測橋臂過流保護系統，即冗余A/B系統，其中：A系統和B系統的臨時性閉鎖功能同時運行，臨時性閉鎖指令A/B系統之間相互校驗；任一系統閉鎖指令有效即閉鎖，同時在每套系統中設置兩路檢測橋臂電流通路，在閥控電子設備中通過兩路通道同時檢測橋臂電流測量裝置送來的橋臂電流數值，并且相互交換檢測過流結果，如果檢測過流結果一致則閉鎖，不一致則不閉鎖。

上述方案中，所述冗余A/B系統中個有一路獨立檢測橋臂過流保護邏輯，分別在兩套獨立的高速處理器中執行，執行步驟為：