CN202134890U - 一种特高压直流输电换流站保护装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了特高压直流输电换流站保护装置，包括判断最后断路器和最后线路的交流站控屏、设置有总跳闸继电器的断路器保护屏、发出最后断路器和最后线路的判断逻辑并开出相应接点信号的交流就地接口屏、传输信号的保护接口屏和启动紧急停机命令的阀组控制屏，所述的交流站控屏的输出端连接交流就地接口屏，所述的断路器保护屏和交流就地接口屏的输出端连接保护接口屏，所述的保护接口屏的输出端连接阀组控制屏。本实用新型输电换流站保护方法克服了现有技术结构复杂、过多依赖软件性能的缺陷，优化了回路结构，保证了特高压直流设备的安全。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种针对特高压直流输电系统的保护装置，具体是指特高压直流输电换流站保护装置。
背景技术
高压直流输电系统是将高压直流输电的整流站和逆变站合并在一个换流站内，在同一处完成将交流变直流，再由直流变交流的换流过程，其整流和逆变的结构、交流侧的设施与高压直流输电一样，可实现异步联网，较好地实现不同交流电压的电网互联，并将两个交流同步电网隔离，能有效地隔断各互联的交流同步网间的相互影响，限制短路电流，且联络线功率控制简单，调度管理方便。
换流站的主要设备有：换流阀、换流变压器、控制调节系统、保护系统、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、避雷器等等。
在换流站内直流系统正常运行过程中，2/3断路器接线也称为一台半断路器接线，它是两条线路三台断路器，在每两台断路器之间接出一条线路，它具有安全性能高的特点。由于交流系统的某种故障，交流保护系统跳开了线路，切断了站内直流系统与站外电网的全部联系。此时，站内直流系统中的电能无法传送到站外电网上，换流器的电流将全部流入换流站内的滤波器等无功补偿装置，使站内交流侧及其它部分的电压异常升高，交流母线电压最高可达正常运行电压的数倍。这时，直流线路上的电压将随着交流电网电压的升高而成比例增大，可能破坏换流器的换相过程，从而使交流母线的电压进一步升高。而且短时过电压常常伴随着严重的波形畸变，会危及换流站中的设备绝缘。
目前，国内外直流系统换流站保护系统中，对最后断路器和最 后线路保护主要有两种实现方案，一种是通过继电器回路搭接形成保护出口方案，这种方案回路复杂，接线繁琐，元件众多；另一种是通过软件中的跳闸矩阵形成保护出口方案，这种方案主要依赖于软件的运行情况，容易产生故障误动。
随着我国电力工业快速发展，特高压直流输电正在成为我国电力输送重要部分，特别是随着西电东送的稳步推进，我国直流输电正朝着特高压、大容量的方向发展。为适应特高压直流输电工程中最后断路器和最后线路的，急需设计出一种特高压直流输电换流站保护装置，满足现代特高压直流输电工程的需要。
发明内容
本实用新型的目的是克服上述缺陷而提供一种能够优化整个换流站回路结构、实现闭锁线路重合闸功能从而保证特高压直流设备安全的特高压直流输电换流站保护装置，本实用新型的目的是这样实现的：
一种特高压直流输电换流站保护装置，包括判断最后断路器和最后线路的交流站控屏、设置有总跳闸继电器的断路器保护屏、发出最后断路器和最后线路的判断逻辑并开出相应接点信号的交流就地接口屏、传输信号的保护接口屏和启动紧急停极命令的阀组控制屏，所述的交流站控屏的输出端连接交流就地接口屏，所述的断路器保护屏和交流就地接口屏的输出端连接保护接口屏，所述的保护接口屏的输出端连接阀组控制屏。
进一步地，所述的断路器保护屏至少设置有两组，它们的输出端均连接保护接口屏。
进一步地，所述的断路器保护屏中设置有继电器箱，所述的继电器箱由多个继电器并联组成，所述的多个继电器上还并联有至少一套总跳闸继电器。
进一步地，所述继电器箱设有的并联的分相跳闸继电器和三相跳闸继电器。
在上述技术方案中，所述的一套总跳闸继电器至少设置有八副接点，其中四副接点与交流就地接口屏判别最后断路器的接点串接，另四副接点与同一线路连接的相邻断路器的四副接点分别串接，再与交流就地接口屏判别的最后线路接点串接。
在上述技术方案中，所述的断路器保护屏引出的四个阀组系统，这四个阀组系统的输出信号并联在一起，连接到保护接口屏。
采用上述技术方案的本实用新型的具有以下优点：
本技术与常规的特高压直流输电工程相比，增加了两个阀组系统的保护，实现了闭锁线路重合闸的功能，克服了现有技术结构复杂、过多依赖软件性能的缺陷，优化了回路结构，保证了特高压直流设备的安全，并且较多地采用硬件电路和器件完成整个特高压直流输电换流站保护方案，结构简单，减少了软件性能缺陷引起的误差，满足特高压直流输电系统的保护要求。
附图说明
图1为本实用新型装置的结构框图；
图2为本实用新型中实施例的结构框图；
图3为本实用新型断路器保护屏回路图；
图4为本实用新型交流就地接口屏与断路器保护屏之间连接结构一；
图5为本实用新型交流就地接口屏与断路器保护屏之间连接结构二；
图6为本实用新型断路器保护屏内部结构图；
图7为本实用新型保护接口屏与阀组控制屏回路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述：
参照图1所示的一种特高压直流输电换流站保护装置，包括判断最后断路器和最后线路的交流站控屏、设置有总跳闸继电器的断 路器保护屏、发出最后断路器和最后线路的判断逻辑并开出相应接点信号的交流就地接口屏、传输信号的保护接口屏和启动紧急停极命令的阀组控制屏，所述的交流站控屏的输出端连接交流就地接口屏，所述的断路器保护屏和交流就地接口屏的输出端连接保护接口屏，所述的保护接口屏的输出端连接阀组控制屏。
参照图2所示的具体实施例，所述的断路器保护屏按照线路两端的断路器数量设置两组，它们的输出端均连接保护接口屏。
参阅图3所示本实用新型断路器保护屏回路图，所述的断路器保护屏中设置有继电器箱，所述的继电器箱由多个继电器并联组成，所述的多个继电器上还并联有至少一套总跳闸继电器，所述继电器箱设有的并联的分相跳闸继电器和三相跳闸继电器。一套总跳闸继电器至少设置有八副接点，其中四副接点与交流就地接口屏判别最后断路器的接点串接，另四副接点与同一线路连接的相邻断路器的四副接点分别串接，再与交流就地接口屏判别的最后线路接点串接。
参阅图4所示本实用新型交流就地接口屏与断路器保护屏之间连接结构，每一套总出口继电器MT的四副接点与交流就地接口屏判别最后断路器的接点串接，以分别启动站内四个阀组的一套跳闸系统，即跳闸系统为双套，另四副接点与同一线路连接的相邻断路器的四副接点分别串接，再与交流就地接口屏判别的最后线路接点串接以分别启动站内四个阀组的一套跳闸系统。
参阅图5所示，交流就地接口屏同时开出最后线路的判断接点，送至线路保护屏，闭锁线路重合闸功能。这是由于当本条线路为最后一条线路后，此时线路故障跳开线路两边的断路器后，此时已通过最后线路/最后断路器保护回路启动了紧急停机功能，如果此时本条线路重合，则会对换流设备造成冲击，破坏设备的安全性。
如图6所示，将每个断路器保护屏引出的ESOF极1阀组1系统1(ESOF_P1G1_SYS1)、ESOF极1阀组1系统2(ESOF_P1G1_SYS2)、ESOF极1阀组2系统1(ESOF_P1G2_SYS1)、ESOF极1阀组2系统2 (ESOF_P1G2_SYS2)这四个信号分别并联在一起，送至极1保护接口屏内。
将每个断路器保护屏引出的ESOF极2阀组1系统1(ESOF_P2G1_SYS1)、ESOF极2阀组1系统2(ESOF_P2G1_SYS2)、ESOF极2阀组2系统1(ESOF_P2G2_SYS1)、ESOF极2阀组2系统2(ESOF_P2G2_SYS2)这四个信号分别并联在一起，送至极2保护接口屏内。
如图7所示，保护接口屏是直流控制保护系统与交流保护系统之间的接口点。保护接口屏接收到最后线路\最后断路器的判断后，发出信号至直流控制系统中，直流控制系统就会启动紧急停极ESOF的指令。
其工作原理为，在连接换流变压器的交流场串中，当交流站控系统检测出换流变只通过本串中该断路器与交流母线连接，交流站控屏即判断此断路器为最后断路器；交流站控屏向交流就地接口屏发出最后断路器的判断逻辑，交流就地接口屏开出相应的接点信号，作为启动直流系统紧急停机的条件之一。
断路器保护屏中设置总跳闸继电器，当该断路器收到跳闸命令时，总跳闸继电器动作，并开出相应的接点信号，作为启动直流系统紧急停机的条件之二。上述两个条件同时满足时，表示直流系统与交流系统唯一相连的断路器即将断开，即直流系统即将与交流系统断开。此时，将交流站控屏开出的最后断路器的接点和断路器保护屏中的总跳闸继电器接点串联，向保护接口屏发出跳闸命令，当上述两个接点都动作时，此命令生效。
保护接口屏是直流控制保护系统与交流保护系统之间的接口。保护接口屏接收到跳闸命令时，发出信号至阀组控制屏，启动紧急停极命令。
由于直流控制系统紧急停极命令的速度要比断路器自身跳闸动作速度快，即可以实现在交流断路器完全跳开时直流系统已停。即 在直流系统与交流系统断开前，闭锁直流系统，使直流系统不会因为交流负荷的忽然断开造成换流站内电压过高，保护了换流站中的设备不受损坏。
交流站控屏判断出某一条线路是最后线路：最后线路的判断针对母线系统进行判断，判断逻辑考虑所有交流线路。对于站内线路，当某一线路满足该线路断开后造成整个母线系统失电的条件时，交流站控屏即判断此线路为最后线路。交流站控屏向交流就地接口屏发出最后线路的判断逻辑，交流就地接口屏开出相应的接点信号，作为启动直流系统紧急停机的条件之一。
断路器保护屏中设置总跳闸继电器，当该断路器收到跳闸命令时，总跳闸继电器动作，并开出相应的接点信号。将某一条线路对应的两台断路器的总跳闸继电器串联，作为启动直流系统紧急停机的条件之二。上述两个条件同时满足时，表示直流系统与交流系统唯一相连的线路即将断开，即直流系统即将与交流系统断开。
将交流站控屏开出的最后线路的接点和该线路的两台断路器的断路器保护屏中的总跳闸继电器接点串联，向保护接口屏发出跳闸命令。当上述三个接点都动作时，此命令生效；保护接口屏接收到跳闸命令时，发出信号至阀组控制屏，启动紧急停极命令；交流就地接口屏同时开出最后线路的判断接点，送至线路保护屏，闭锁线路重合闸功能。
与现有的直流输电工程相比，特高压直流输电工程中最后断路器和最后线路保护增加了两个阀组系统的保护，实现了闭锁线路重合闸硬件实现功能，优化了回路结构，保证了特高压直流设备的安全。
Claims (6)
1.一种特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：包括判断最后断路器和最后线路的交流站控屏、设置有总跳闸继电器的断路器保护屏、发出最后断路器和最后线路的判断逻辑并开出相应接点信号的交流就地接口屏、传输信号的保护接口屏和启动紧急停极命令的阀组控制屏，所述的交流站控屏的输出端连接交流就地接口屏，所述的断路器保护屏和交流就地接口屏的输出端连接保护接口屏，所述的保护接口屏的输出端连接阀组控制屏。
2.根据权利要求1所述的特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：所述的断路器保护屏的输出端均连接保护接口屏。
3.根据权利要求1所述的特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：所述的断路器保护屏中设置有继电器箱，所述的继电器箱由多个继电器并联组成，所述的多个继电器上还并联有至少一套总跳闸继电器。
4.根据权利要求3所述的特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：所述继电器箱设有的并联的分相跳闸继电器和三相跳闸继电器。
5.根据权利要求3所述的特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：所述的一套总跳闸继电器至少设置有八副接点，其中四副接点与交流就地接口屏判别最后断路器的接点串接，另四副接点与同一线路连接的相邻断路器的四副接点分别串接，再与交流就地接口屏判别的最后线路接点串接。
6.根据权利要求1所述的特高压直流输电换流站保护装置，其特征在于：所述的断路器保护屏引出的四个阀组系统，这四个阀组系统的输出信号并联在一起，连接到保护接口屏。
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