一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统技术方案

本发明专利技术公开了一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，包括高压直流干式空心电抗器、光电转换单元以及非电气量保护屏柜，高压直流干式空心电抗器顶部设有三组传感器组，传感器组包括温度传感器、TVOC特征气体传感器以及烟感传感器，三组传感器组均连接至光电转换单元，光电转换单元连接有误动保护电路，并通过误动保护电路与非电气量保护屏柜相连接。本发明专利技术不仅提供了温度高、TVOC特征气体含量高及烟雾的告警监测功能，提醒换流站运行人员及时发现并处理故障，还设计相应的直流系统紧急停运出口功能，能够在故障恶化到一定严重程度时，快速紧急停运直流切除故障，并通过光纤信号传输、误动保护电路，有效提高非电气保护系统的可靠性。

A Non-electrical Protection System for High Voltage DC Dry-type Air-core Reactor

The invention discloses a non-electric quantity protection system for high-voltage direct current dry-type air-core reactor, which includes high-voltage direct current dry-type air-core reactor, photoelectric conversion unit and non-electric quantity protection panel cabinet. There are three groups of sensors on the top of the high-voltage direct current dry-type air-core reactor. The sensor group includes temperature sensor, TVOC characteristic gas sensor and smoke sensor. The photoelectric conversion unit is connected to the photoelectric conversion unit. The photoelectric conversion unit is connected with a misoperation protection circuit, and is connected to the non-electric quantity protection cabinet through the misoperation protection circuit. The invention not only provides alarm and monitoring functions for high temperature, high TVOC characteristic gas content and smoke, reminds converter station operators to detect and handle faults in time, but also designs corresponding emergency outage outlet functions for DC system, which can remove faults quickly and urgently when the faults deteriorate to a certain degree, and through optical fiber signal transmission and malfunction protection circuits. Effectively improve the reliability of non-electrical protection system.

【技术实现步骤摘要】
一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统
本专利技术涉及电路保护
，具体涉及一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统。
技术介绍
高压直流干式空心电抗器是特高压直流输电工程的主设备之一，能够有效降低换相失败率、限制逆变侧过电流、平滑和滤除直流系统中的纹波和谐波以及保持低功率时直流电流不间断。与油浸式电抗器相比，具有对地绝缘简单、无油、暂态过电压较低等优点。由于大容量干式空心电抗器噪音大的缺点，高压直流干式空心电抗器往往需要安装防雨噪音罩，因此运行人员无法采用外观检查、红外测温等常规运维手段检查电抗器本体。在过去的直流系统中，高压直流油浸式电抗器配置有油温高、绕温高、重瓦斯、压力释放等非电量保护，当检测到油浸式电抗器故障及时停运直流系统。但是在新建的直流输电工程，高压直流干式空心电抗器替换油浸式电抗器的位置后，未配置任何在线监测或保护策略。若电抗器本体出现匝间短路、局部过热等故障，运行人员将无法及时发现并处理。电抗器内部故障导致电抗器烧毁的现象在电网内时有发生，给直流系统的安全稳定运行带来巨大的隐患。目前，国内外已有在干式空心电抗器内部安装温度传感器、特征气体传感器、光纤光栅传感器等在线监测系统的研究与开发，但是非电气量保护系统设计和动作策略的研究仍是空白。因此，需要为高压直流干式空心电抗器设计一种可靠的非电气量保护系统。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，包括高压直流干式空心电抗器、光电转换单元以及非电气量保护屏柜，所述高压直流干式空心电抗器顶部设有防雨噪音罩，所述防雨噪音罩下方设置有三组传感器组，所述每一组的传感器组均包括温度传感器、TVOC特征气体传感器以及烟感传感器，所述传感器组均连接至光电转换单元，所述光电转换单元连接有误动保护电路，并通过误动保护电路与非电气量保护屏柜相连接。进一步地，所述每一种的传感器均连接有误动保护电路，所述误动保护电路包括#1传感器输出信号、#2传感器输出信号、#3传感器输出信号以及与门逻辑电路(&11、&12、&13)、或门逻辑电路(OR11)，所述#1传感器输出信号和与门逻辑电路(&11、&12)输入端连接，所述#2传感器输出信号输出信号和与门逻辑电路(&12、&13)输入端连接，所述#3传感器输出信号和与门逻辑电路(&11、&13)输入端连接，所述与门逻辑电路(&11、&12、&13)输出端和或门逻辑电路(OR11)输入端连接，或门逻辑电路(OR11)输出端连接至非电气量保护屏柜。这样设计误动保护电路，使得传感器组中需要至少两个传感器接收到输出信号才能驱动非电气量保护屏柜运作，从而避免了出现单组传感器组感应异常，导致启动非电气量保护屏柜的情况。进一步地，所述误动保护电路还包括#1传感器通电信号、#2传感器通电信号、#3传感器通电信号以及与门逻辑电路(&21、&22、&23、&24)、或门逻辑电路(OR21、OR31)，所述#1传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&23)的输入端连接，所述#2传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&22)的输入端连接，所述#3传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&22、&23)的输入端连接，所述#1传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&22)的输入端逻辑非连接，所述#2传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&23)的输入端逻辑非连接，所述#3传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&24)的输入端逻辑非连接，所述与门逻辑电路(&22、&23、&24)的输出端和或门逻辑电路(OR21)的输入端连接，所述与门逻辑电路(&21)的输出端、或门逻辑电路(OR21)的输出端均与或门逻辑电路(OR31)的输入端连接，所述或门逻辑电路(OR31)的输出端和与门逻辑电路(&11、&12、&13)的输入端连接。如上述设置，加设了各个传感器单元的通信信号的连接电路，使得在同种传感器的三个传感器中，至少需要两个以上传感器单元正常运作才能驱动该组传感器发送信号，进而能进一步避免传感器故障或损坏出现信号异常的情况，为误动保护电路的启动作保障。进一步地，所述误动保护电路还包括#1传感器通电信号、#2传感器通电信号、#3传感器通电信号以及与门逻辑电路(&25、&26、&27、&28)、或门逻辑电路(OR22、OR32)，所述#1传感器通电信号的输入端和与门逻辑电路(&27)的输入端连接，所述#2传感器通电信号的输入端和与门逻辑电路(&26)的输入端连接，所述#3传感器通电信号的输入端和与门逻辑电路(&25)的输入端连接，所述#1传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&25、&26、&28)的输入端逻辑非连接，所述#2传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&25、&27、&28)的输入端逻辑非连接，所述#3传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&26、&27、&28)的输入端逻辑非连接，所述与门逻辑电路(&25、&26、&27)的输出端和或门逻辑电路(OR22)的输入端连接，所述与门逻辑电路(&28)的输出端、或门逻辑电路(OR22)的输出端均与或门逻辑电路(OR32)的输入端连接，所述或门逻辑电路(OR32)的输出端和与门逻辑电路(&11、&12、&13)的输入端逻辑非连接。如上述设置，加设了各个传感器单元的通信信号的连接电路，使得在同种传感器的三个传感器中，至少需要两个以上传感器单元正常运作才能驱动该组传感器发送信号，进而能进一步避免传感器故障或损坏出现信号异常的情况，为误动保护电路的启动作保障。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点：本专利技术设计的一种高压直流干式空心电抗器保护，不仅提供了高压直流干式空心电抗器内部温度高、TVOC特征气体含量高及烟雾的告警监测功能，提醒换流站运行人员及时发现并处理故障，还设计相应的直流系统紧急停运出口功能，能够在故障恶化到一定严重程度时，快速紧急停运直流切除故障，并通过光纤信号传输、误动保护电路，有效提高非电气保护系统的可靠性。由于新建直流输电工程的高压直流干式空心电抗器均未配置非电气量保护，本专利技术填补了该
的空白，为后续新建直流输电工程的保护设计提供了指导。附图说明图1为高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统的整体结构示意图；图2为高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统的传感器组安装位置示意图；图3为高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统的误动保护电路传感器通电信号部分电路图；图4为高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统的误动保护电路传感器信号输出部分电路图；附图标记说明：1、高压直流干式空心电抗器；2、防雨本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，其特征在于：包括高压直流干式空心电抗器(1)、光电转换单元(4)以及非电气量保护屏柜(5)，所述高压直流干式空心电抗器(1)顶部设有防雨噪音罩(2)，所述防雨噪音罩(2)下方设置有三组传感器组(3)，所述每一组的传感器组(3)均包括温度传感器、TVOC特征气体传感器以及烟感传感器，所述传感器组(3)均连接至光电转换单元(4)，所述光电转换单元(4)连接有误动保护电路，并通过误动保护电路与非电气量保护屏柜(5)相连接。

【技术特征摘要】
1.一种高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，其特征在于：包括高压直流干式空心电抗器(1)、光电转换单元(4)以及非电气量保护屏柜(5)，所述高压直流干式空心电抗器(1)顶部设有防雨噪音罩(2)，所述防雨噪音罩(2)下方设置有三组传感器组(3)，所述每一组的传感器组(3)均包括温度传感器、TVOC特征气体传感器以及烟感传感器，所述传感器组(3)均连接至光电转换单元(4)，所述光电转换单元(4)连接有误动保护电路，并通过误动保护电路与非电气量保护屏柜(5)相连接。2.根据权利要求1所述的高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，其特征在于：所述每一种的传感器均连接有误动保护电路，所述误动保护电路包括#1传感器输出信号、#2传感器输出信号、#3传感器输出信号以及与门逻辑电路(&11、&12、&13)、或门逻辑电路(OR11)，所述#1传感器输出信号和与门逻辑电路(&11、&12)输入端连接，所述#2传感器输出信号输出信号和与门逻辑电路(&12、&13)输入端连接，所述#3传感器输出信号和与门逻辑电路(&11、&13)输入端连接，所述与门逻辑电路(&11、&12、&13)输出端和或门逻辑电路(OR11)输入端连接，或门逻辑电路(OR11)输出端连接至非电气量保护屏柜(5)。3.根据权利要求2所述的高压直流干式空心电抗器非电气量保护系统，其特征在于：所述误动保护电路还包括#1传感器通电信号、#2传感器通电信号、#3传感器通电信号以及与门逻辑电路(&21、&22、&23、&24)、或门逻辑电路(OR21、OR31)，所述#1传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&23)的输入端连接，所述#2传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&22)的输入端连接，所述#3传感器通电信号的输出端和与门逻辑电路(&21、&22、&23)的输入端连接，所述#1传感器通电信号的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赖皓，梁建瑜，李志龙，李靖翔，武哲，刘羽超，尹海涛，吕圣琦，肖一鹏，
申请(专利权)人：中国南方电网有限责任公司超高压输电公司广州局，
类型：发明
国别省市：广东,44