换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法及装置，其中方法包括：将保护功能块的暂停控制量BL初始化为保护功能暂停状态；采集换流阀试验回路的各串联端口电压和极线电容端口电压；根据所述各串联端口电压和极线电容端口电压，确定监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值；根据保护功能块的跳闸逻辑状态量，监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值，进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测。本发明专利技术可以进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测，保障试验系统安全可靠运行。安全可靠运行。安全可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法及装置


[0001]本专利技术涉及换流阀试验回路领域，尤其涉及换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]随着直流输电的兴起，很早就有了换流阀组件功能试验回路，这是一种由一组6P桥电压源、一组6P桥电流源组成的试验供电方案。试品组件替换了电流源一个桥臂的部分组件模块，然后电压源通过隔离阀等设备的控制，对这个试品组件提升合成的同步电压，从而满足试品的运行试验电流、电压参数要求。直流输电系统的直流极线具有大电流、高电压的特性，分区域保护配置较多，常见的直流极线上的保护就有行波保护、直流低电压保护、直流线路差动保护等。
[0004]这种合成回路与直流输电系统不同，合成回路经过系统研究，配套适量的测量点与保护功能，直流电压合成区域发生一些故障时，主要是依靠电压特性做监测保护，常配置电压源充电过电压保护、试品阀欠压保护对该区域故障进行监测。
[0005]但随着单个组件的电压、电流提升，相关新建、旧改合成回路也面临容量及电能质量提升的问题。为了能适用不同电压段的产品试验，同时又能做出较优的电能质量方案。出现了电流源6P桥并联，电压源6P桥串联的供电方案。
[0006]电压源可以由两个或多个较低容量的6P桥组串接后使用，也可以经过短接仅保留一组6P桥使用，在不大量增加测量装置和保护功能单元的前提下，既能灵活满足更多电压等级阀组件的电压需求，又能安全、顺利的进行各项运行试验，而配套电压源区域的保护措施则需有所调整。
[0007]在合成回路试验系统的特殊定位下，系统的启动、运行、停止、试验过程中，保护不能误动、不能拒动，且发生故障时还能灵敏的快速保护动作，则其针对不同的试验运行模式及试验参数的高低，需对部分保护功能、保护输入数据处理、保护功能投退条件等，进行一定特殊设计。
[0008]对于直流区域的供电电压异常的情况，这里主要针对一些短路造成电压跌落情况来说明。简述几种场景下对于直流供电电压区域的短路故障导致的电压跌落的保护配置实施方案。
[0009]在直流输电系统中，在阀的出线端口到直流线路，会有直流过电流保护、行波保护、直流低电压保护等措施，来监测直流供电区域一些导致电压跌落的短路故障。这里使用的低电压保护是一种定限值的保护措施，适用于运行在额定电压的系统，可允许有一定比例的降压运行模式。
[0010]换流阀组件功能试验回路中，试品的试验电压、电流分别由不同的6P桥合成提供。其中，电压源6P桥端口的短路容量并不大，也不会产生过大的短路电流，直流电压区域设备
较多，不同位置短路电流差异较大，在直流供电的电压源端口和极线上没有设计电流测点。电压源单组6P桥的这种合成试验回路中，电压源6P桥端口之后的直流供电区域的短路故障造成电压跌落的情况，主要使用了试品阀欠压保护，但6P桥直流电压端口到试品的直流电压区域内有电容、电感、隔离阀等设备，试品电压测点不是持续的直流电压，在不同的试验中具有20ms的周期特性，且为了进行不同电压等级产品的试验，这里没有额定运行电压。所以需要通过检测一个周期20ms内跌落超过一定百分比，且跌落维持超过20ms的方法来监测一些短路故障现象。
[0011]在已有的升级改造换流阀组件功能试验回路中，有电压源采用串联两组或多组6P桥的案例，有提出除了已有的试品阀欠压保护外，增配采用电压源差压保护来监测直流电压供电区域的方案。即利用串联6P桥端口电压与试品端口电压做定差值或定比例的差压保护方案。
[0012]但在实践中，供电电压出口和受电设备试品阀端口的电压并非等比例差值，受回路中隔离阀等可控设备的影响，做两点间的差压保护方案并不容易实现，所以系统使用过程中，该功能基本是处于退出状态。实际系统主要利用试品阀欠压保护和交流变压器过流保护对该区域可能的短路故障进行监测。
[0013]常用于直流输电系统的低电压保护是一种定限值的保护措施，适用于常运行在额定运行电压的系统，可允许有一定比例的降压运行模式。但在这种试验回路系统中，运行电压不是定值，在较低电压运行时，虽然发生故障时，可能故障电压应力不至于损坏设备，但系统对应的保护措施可能还未达到投用条件，造成保护拒动，未能有效及时停机，并告警提醒试验人员系统存在故障。单组6P桥电压源的这种合成试验回路系统，以试品欠压保护作为电压源系统的供电监测，需要考虑合成试品电压时，电压源支路在隔离阀受控工作条件下，形成的不是一个持续的电压参数，要定周期的采样。用前一周期最大值作为1p.u，判断本周期的最大值是否跌落超过一定百分比，且跌落维持到下一周期或某一定值长度时间。针对电压源区域的一些短路故障现象，这种方式的判定时间较长，且在启动隔离阀之前，及进行短路电流等项目的试验时，需要临时退出试品欠压保护，而使得电压源缺失了一定的保护功能。
[0014]随着近几年该类系统的增多，可能存在并未公布的一些技术方案。可能存在以下类似方案。单组6P桥电压源的换流阀合成试验回路系统，在6P桥端口的直流电抗器外端增加一个监测电压的直流低电压保护功能其与试品欠压保护配合，可以对直流电压源区域的大部分短路故障起到监测作用。但由于试品的不同，需要提供不同的供电电压，则需要根据不同的试验电压修改该直流低电压保护的定值。而当系统升级改造，一个6P桥电压源变为两个6P桥串联的电压源，电压源定电压闭环控制、保护均采用电抗外侧采样点，非满电压输出时。若一个6P桥端口对地短路，可能另一个6P桥会抬升端口电压，受直流电抗和电容的影响，监测点电压都不会产生太大的持续跌落，使得保护功能拒动。如果再参考直流输电系统增配两个6P桥端口的低电压保护，那么保护功能配置增加较多，且根据运行模式、试验运行参数高低，其保护功能的投退、定值设置方面则需要除PT之外的其他信息。
[0015]针对两个6P桥串联组成电压源的换流阀组件合成试验回路系统，有案例提出除了已有的试品阀欠压保护外，增配采用电压源差压保护来监测直流电压供电区域的方案(利用串联6P桥端口电压与试品端口电压做定差值或定比例差值)，来监测直流电压区域短路
故障。但这种方法实现难度较大，中间有隔离阀等受控设备，监测电压并非是具有等比例压差的两个测点，针对该系统的直流电压区域不太适用(已知项目当时设置的该项功能一直处于退出状态，并未投用)。即便利用控制隔离阀周期性开通合成试品电压的特点，采取策略对两点做周期性参数处理计算，能实现监测功能要求，但同样存在启动隔离阀之前及短路电流等试验项目时需退出保护的问题。
[0016]因此，亟需一种可以克服上述问题的换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方案。

技术实现思路

[0017]本专利技术实施例提供一种换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，用以进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测，保障试验系统安全可靠运行，该方法包括：
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，其特征在于，包括：将保护功能块的暂停控制量BL初始化为保护功能暂停状态；采集换流阀试验回路的各串联端口电压和极线电容端口电压；根据所述各串联端口电压和极线电容端口电压，确定监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值；根据保护功能块的跳闸逻辑状态量，监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值，进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测。2.如权利要求1所述的换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，其特征在于，所述各串联端口电压包括：第一串联端口电压和第二串联端口电压，所述第一串联端口电压为最低一级串联电源的端口电压；根据所述各串联端口电压和极线电容端口电压，确定监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值，包括：将第一串联端口电压和极线电容端口电压进行比较，根据比较的结果确定第一监控量瞬时值和第一预设时间内监控量最大值；将第一串联端口电压和第二串联端口电压进行求差，根据求差的结果确定第二监控量瞬时值和第二预设时间内监控量最大值。3.如权利要求1所述的换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，其特征在于，根据保护功能块的跳闸逻辑状态量，监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值，进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测，包括：若保护功能块的跳闸逻辑状态量为1，则进入跳闸输出锁定等待复位状态。4.如权利要求1所述的换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，其特征在于，根据保护功能块的跳闸逻辑状态量，监控量瞬时值和预设时间内监控量最大值，进行换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测，包括：若保护功能块的跳闸逻辑状态量为2，则将预设时间内监控量最大值与跌落系数的乘积和监控量瞬时值进行比较，若预设时间内监控量最大值与跌落系数的乘积大于或等于监控量瞬时值，则生成越限参数并送入保护功能块，若预设时间内监控量最大值与跌落系数的乘积小于监控量瞬时值，则生成非越限参数并送入保护功能块；保护功能块根据送入的越限参数或非越限参数，更新跳闸逻辑状态量。5.如权利要求1所述的换流阀试验回路的直流电压区域短路故障监测方法，其特征在于，根据保护功...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨锐，翟党国，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：