一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统及方法，涉及电力监测领域，所述系统包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一监测处理单元、第二监测处理单元、第三监测处理单元和告警输出单元。所述方法符合以下判据的任一或以上，输出告警信号，判据一：交流滤波器的三相差动电流中的某一相差动电流大于设定差流告警门槛值；判据二：选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻的时差大于设定时差告警门槛值；判据三：选取的参考电压为不同相时，合闸顺序进行判别。本发明专利技术通过对滤波器投入时的录波及时进行分析，可以提前预判选相分合闸装置的故障，从而在其故障前及时进行检查处理，避免滤波器投入失败而造成停电，提高设备可用率。

A monitoring system and method of phase selection, opening and closing state of AC filter in converter station

【技术实现步骤摘要】
一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统及方法
本专利技术涉及电力监测领域，具体涉及一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统及方法。
技术介绍
换流站中，一般通过安装于交流母线上的交流滤波器来限制流入交流系统的谐波电流，并为直流换流阀提供无功补偿。随着直流输电系统输送功率的变化，所需要提供的无功补偿也会相应的发生变化，因此换流站交流滤波器需要频繁地进行投退，每一次投退都会对系统和电容器本身带来冲击。为尽量减轻滤波器频繁投退所带来的冲击，一般交流滤波器都配置选相分合闸装置，通过控制滤波器投退时断路器的最优分合闸角度，大大降低分合闸操作暂态过程中的过电流和过电压。目前，换流站在运的各个厂家的选相分合闸装置均没有自检功能，当装置出现故障无法进行最优分合闸控制时也无法发出告警提示信号，导致滤波器投入时给系统和滤波器带来冲击，甚至造成滤波器投入失败而造成滤波器停运事故，同时也推升了设备维护单位的运维成本。
技术实现思路
针对现有技术中的不足，本专利技术提供一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，通过对滤波器投入时的录波及时进行分析，可以提前预判选相分合闸装置的故障，从而在其故障前及时进行检查处理，避免滤波器投入失败而造成停电，提高设备可用率。为实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一监测处理单元、第二监测处理单元、第三监测处理单元和告警输出单元，所述第一采集单元用于获取交流滤波器的三相差动电流，所述第一监测处理单元用于判定交流滤波器的三相差动电流中的某一相差动电流是否大于设定差流告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；所述第二采集单元用于获取选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻，所述第二监测处理单元用于判定选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻的时差是否大于设定时差告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；所述第三采集单元用于获取选相分合闸装置的合闸顺序，所述第三监测处理单元用于判定选相分合闸装置的合闸顺序，当交流滤波器的A相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为A相-C相-B相，或当交流滤波器的B相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为B相-A相-C相，或当交流滤波器的C相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为C相-B相-A相时，则通过所述告警输出单元输出告警信号。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，进一步地，所述第一采集单元根据以下方法获得滤波器的某一相差动电流Idiff：其中，和分别为滤波器的电流互感器T1和T3的二次侧电流。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，进一步地，所述第二采集单元根据以下方法获得起流时刻ti和电压过零时刻tu；起流时刻ti的获取方法为：从故障录波数据中获取合闸开入变位时刻tcls之前一时刻tk，设时刻tk对应的基波电流有效值为Ik，要求含时刻tk在内之前的连续若干个基波电流有效值Ik不大于设定倍数的电流互感器二次额定值IN，则可认为tk即为起流时刻ti，即：ti＝tk(Ik,Ik-1,Ik-2,…,Ik-9≤nIN)电压过零时刻tu的获取方法为：设tp1和tp2是电压过零时刻tu前后两个相邻采样点p1和p2对应的时刻，则相应的电压采样瞬时值up1和up2满足：up1·up2≤0以起流时刻ti为基准，取长度为二分之一工频周期的时间窗[ti-T/4,ti+T/4]，对时间窗内每个采样点电压瞬时值进行相邻两点相乘，直至找出满足乘积小于等于0的两个采样点，则电压过零时刻tu可取这两个点对应时刻的中间值，即：如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，进一步地，所述第三监测处理单元根据以下方法判定选相分合闸装置的合闸顺序：设置一参考电压uref作为电压过零点时刻的电压基准，合闸顺序的判别式为：其中，ti_A、ti_B、ti_C是交流滤波器的三相起流时刻，uA、uB、uC为交流滤波器的三相电压。一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，其包括符合以下判据的任一或以上，输出告警信号，判据一：交流滤波器的三相差动电流中的某一相差动电流大于设定差流告警门槛值；判据二：选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻的时差大于设定时差告警门槛值；判据三：当交流滤波器的A相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为A相-C相-B相，或当交流滤波器的B相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为B相-A相-C相，或当交流滤波器的C相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为C相-B相-A相。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，在判据一中，滤波器的某一相差动电流Idiff为：其中，和分别为滤波器的电流互感器T1和T3的二次侧电流。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，在判据二中，起流时刻ti的获取方法为：从故障录波数据中获取合闸开入变位时刻tcls之前一时刻tk，设时刻tk对应的基波电流有效值为Ik，要求含时刻tk在内之前的连续若干个基波电流有效值Ik不大于设定倍数的电流互感器二次额定值IN，则可认为tk即为起流时刻ti，即：ti＝tk(Ik,Ik-1,Ik-2,…,Ik-9≤nIN)如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，电压过零时刻tu的获取方法为：设tp1和tp2是电压过零时刻tu前后两个相邻采样点p1和p2对应的时刻，则相应的电压采样瞬时值up1和up2满足：up1·up2≤0以起流时刻ti为基准，取长度为二分之一工频周期的时间窗[ti-T/4,ti+T/4]，对时间窗内每个采样点电压瞬时值进行相邻两点相乘，直至找出满足乘积小于等于0的两个采样点，则电压过零时刻tu可取这两个点对应时刻的中间值，即：如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，设置一参考电压uref作为电压过零点时刻的电压基准，合闸顺序的判别式为：其中，ti_A、ti_B、ti_C是交流滤波器的三相起流时刻，uA、uB、uC为交流滤波器的三相电压。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，要求含时刻tk在内向前的连续10个基波电流有效值Ik不大于0.01倍的电流互感器二次额定值IN。如上所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测方法，进一步地，电压过零时刻tu的误差不超采样间隔的一半。本专利技术与现有技术相比，其有益效果在于：本专利技术通过对滤波器每次投入时录波量的分析，判断本组滤波器的选相分合闸装置是否存在异常，从而提前预判选相分合闸装置的故障趋势，当选相分合闸装置出现不正常状态时，提前进行检查处理，以避免其故障时造成滤波器投入失败，节约运维成本，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其特征在于，包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一监测处理单元、第二监测处理单元、第三监测处理单元和告警输出单元，/n所述第一采集单元用于获取交流滤波器的三相差动电流，所述第一监测处理单元用于判定交流滤波器的三相差动电流中的某一相差动电流是否大于设定差流告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；/n所述第二采集单元用于获取选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻，所述第二监测处理单元用于判定选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻的时差是否大于设定时差告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；/n所述第三采集单元用于获取选相分合闸装置的合闸顺序，所述第三监测处理单元用于判定选相分合闸装置的合闸顺序，当交流滤波器的A相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为A相-C相-B相，或当交流滤波器的B相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为B相-A相-C相，或当交流滤波器的C相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为C相-B相-A相时，则通过所述告警输出单元输出告警信号。/n...

【技术特征摘要】
1.一种换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其特征在于，包括第一采集单元、第二采集单元、第三采集单元、第一监测处理单元、第二监测处理单元、第三监测处理单元和告警输出单元，
所述第一采集单元用于获取交流滤波器的三相差动电流，所述第一监测处理单元用于判定交流滤波器的三相差动电流中的某一相差动电流是否大于设定差流告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；
所述第二采集单元用于获取选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻，所述第二监测处理单元用于判定选相分合闸装置的起流时刻与电压过零时刻的时差是否大于设定时差告警门槛值，若大于则通过所述告警输出单元输出告警信号；
所述第三采集单元用于获取选相分合闸装置的合闸顺序，所述第三监测处理单元用于判定选相分合闸装置的合闸顺序，当交流滤波器的A相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为A相-C相-B相，或当交流滤波器的B相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为B相-A相-C相，或当交流滤波器的C相电压作为电压过零点时刻的基准电压时，选相分合闸顺序不为C相-B相-A相时，则通过所述告警输出单元输出告警信号。


2.根据权利要求1所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其特征在于，所述第一采集单元根据以下方法获得滤波器的某一相差动电流Idiff：



其中，和分别为滤波器的电流互感器T1和T3的二次侧电流。


3.根据权利要求1所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其特征在于，所述第二采集单元根据以下方法获得起流时刻ti和电压过零时刻tu；
起流时刻ti的获取方法为：从故障录波数据中获取合闸开入变位时刻tcls之前一时刻tk，设时刻tk对应的基波电流有效值为Ik，要求含时刻tk在内之前的连续若干个基波电流有效值Ik不大于设定倍数的电流互感器二次额定值IN，则可认为tk即为起流时刻ti，即：
ti＝tk(Ik,Ik-1,Ik-2,…,Ik-9≤nIN)
电压过零时刻tu的获取方法为：设tp1和tp2是电压过零时刻tu前后两个相邻采样点p1和p2对应的时刻，则相应的电压采样瞬时值up1和up2满足：
up1·up2≤0
以起流时刻ti为基准，取长度为二分之一工频周期的时间窗[ti-T/4,ti+T/4]，对时间窗内每个采样点电压瞬时值进行相邻两点相乘，直至找出满足乘积小于等于0的两个采样点，则电压过零时刻tu可取这两个点对应时刻的中间值，即：





4.根据权利要求1所述的换流站交流滤波器选相分合闸状态监测系统，其特征在于，所述第三监测处理单元根据以下方法判定选相分合闸装置的合闸顺序：设置一参考电压uref作为电压过零点时刻的电压基准，合闸顺序的判别式为：
合闸顺序...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎剑波，周宇聪，陈立，徐晟，梁秉岗，
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