[发明专利]一种特高压直流冗余极控装置故障的监视与处理方法

说明书

技术领域

本发明属于特高压直流输电领域，特别涉及一种特高压直流控制保护系统的监视与故障处理方法。

背景技术

特高压直流输电系统的特点是每端换流站有4个12脉动换流器，分为两极，每极两个换流器串联。与一次系统相适应，每个极的控制保护系统分为极层、换流器层，每层的控制装置均采用双重化冗余配置，保护装置采用三取二冗余配置。特高压直流典型的单极控制保护系统配置如图1所示。

特高压直流每极的三套极保护装置相互独立，各自通过控制LAN网分别与两套冗余的极控装置通讯，并实时监视极控装置的运行状态。冗余极控装置一套值班，一套备用，值班装置发生故障后可在1ms内进行系统切换，确保两套极控装置中较完好的那套处于值班状态。

特高压直流控制系统的功能分配有两种技术路线：

第一种技术路线是将直流电流、直流电压、熄弧角的闭环调节功能布置在极层控制装置中，极控装置产生触发角指令，下发给换流器控制装置。当双重化冗余的极控装置都故障时，直流系统失去闭环调节功能，本极必须停运。

第二种技术路线是将直流电流、直流电压、熄弧角的闭环调节功能布置在换流器层控制装置中，极控装置产生直流电流指令，下发给换流器控制装置。采用这种技术路线，当双重化冗余的极控装置都故障时，换流器控制装置可以保持故障前的电流指令，维持闭环调节功能，理论上直流系统仍可维持原状态继续运行。

现有的特高压直流控制保护系统监视方法来源于常规直流控制保护系统，保护装置失去与值班控制装置的通讯时，立即闭锁本套保护，退出运行；冗余的保护装置全部退出运行后，无保护运行逻辑将停运相应的直流系统。这种监视和故障处理方法适用于上述功能分配第一种技术路线，因为发生冗余极控装置故障时，第一种技术路线和该监视方法的结果是一致的，都将导致极停运。但将这种监视方法用于功能分配第二种技术路线上，发生冗余极控装置故障时，即使换流器控制装置具备维持直流系统运行的能力，仍会因为极层无保护运行而导致极停运。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种特高压直流冗余极控装置故障的监视与处理方法，其可避免因极保护装置监视到冗余极控装置故障后全部退出运行，继而导致极停运的情况，使得冗余极控装置故障后本极仍能维持运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种特高压直流冗余极控装置故障的监视与处理方法，极层三取二装置和极保护装置双向通讯，包括如下步骤：

a、当某套极保护装置监视到两套冗余极控装置故障时，发请求退出信号给极层三取二装置，进入步骤b；当极保护装置监视到自身严重或紧急故障时，则无需请求，立即闭锁本套保护，退出运行；

b、极层三取二装置收到运行的极保护装置发来的请求退出信号后，计算请求退出的极保护装置总数，检测是否运行中的所有极保护装置同时发来请求退出信号，有如下两种情况：

（1）若不是所有运行的极保护装置同时发来请求退出信号，则极层三取二装置向请求退出的极保护装置发允许退出信号，极保护装置收到允许退出信号后，闭锁本套保护，退出运行；

（2）若所有运行的极保护装置同时发来请求退出信号，极层三取二装置将向所有运行的极保护装置发禁止退出信号，极保护装置收到禁止退出信号后，继续运行。

上述步骤a中，极保护装置判断冗余极控装置故障发生的条件是至少发生下列情况之一时：

（1）极保护装置与两套冗余极控装置的通讯均故障；

（2）极保护装置监视到两套冗余极控装置均不处于值班状态；

（3）极保护装置监视到值班极控装置发生紧急故障，且在延时时间内极控系统未产生切换。

上述情况（3）中，延时时间的取值范围是5～20ms。

上述步骤b中，极层三取二装置检测是否运行中的所有极保护装置同时发来请求退出信号的方法是：极层三取二装置在判断允许极保护退出前设置延时，在延时窗口内，如果极层三取二装置收到了运行中的所有极保护装置发来的请求退出信号，则同时性条件成立，禁止极保护退出，否则不成立，向发来请求退出信号的极保护装置发送允许退出信号。

上述延时窗口的取值范围是3～10ms。

采用上述方案后，本发明适用于直流电流、直流电压、熄弧角的闭环调节功能布置在换流器控制层的特高压直流控制保护系统，使特高压直流系统在发生冗余极控装置故障时，不会因极保护全部退出导致极停运，故障极仍能维持原状态继续运行，从而提升了特高压直流输电系统的可靠性和可用率。

附图说明

图1是特高压直流典型的单极控制保护系统配置图；