本實用新型涉及一種柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)冗余技術(shù)，特別是一種基于三取二冗余跳閘邏輯的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

與傳統(tǒng)高壓直流輸電對比，大容量柔性直流輸電是采用全控型半導(dǎo)體器件IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)作為交、直流輸電轉(zhuǎn)換的換流閥，由于IGBT換流閥本身過流能力較差，為避免電流過大或急速上升造成對柔性直流換流站高壓電氣設(shè)備特別是對價格昂貴IGBT換流閥器件的損壞，大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)是保障大容量柔性直流輸電系統(tǒng)運行安全性、可靠性的關(guān)鍵技術(shù)，因此提升大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)的技術(shù)性能是至關(guān)重要的。

國內(nèi)已建成和投運的小容量柔性直流輸電試點工程保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)備冗余情況包括：（1）對于電壓等級低、輸電容量小的柔性直流輸電工程，控制保護(hù)對象相對簡單，控制保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備采用保護(hù)測控一體化裝置，控制保護(hù)系統(tǒng)雙重化冗余配置；（2）對于部分規(guī)模相對大的柔性直流輸電工程，其控制系統(tǒng)和保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備獨立配置，保護(hù)系統(tǒng)按雙重化冗余配置。雙重化配置的主保護(hù)、后備保護(hù)的直流電源、采樣值輸入回路、開關(guān)量輸入、開出和遠(yuǎn)方信號傳輸通道等彼此完全獨立，如附圖1所示，并且雙重化配置的保護(hù)系統(tǒng)每套保護(hù)出口只作用于斷路器的一組跳閘線圈，是完全雙重化冗余的概念。

對于小容量的柔性直流輸電工程，其保護(hù)系統(tǒng)采用雙重化配置的冗余原則設(shè)計，雖然保護(hù)系統(tǒng)設(shè)備數(shù)量相對較少，投資也較少，但在實際工程應(yīng)用中，特別是針對高電壓、輸送容量大的柔性直流輸電系統(tǒng)，雙重化冗余方案的柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)難以滿足系統(tǒng)防誤動和防拒動的可靠性性能要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種能夠提高保護(hù)系統(tǒng)靈敏性、穩(wěn)定性和可靠性、確保系統(tǒng)安全可靠動作的基于三取二冗余跳閘邏輯的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)。

本實用新型的目的是通過以下途徑來實現(xiàn)的：

基于三取二冗余跳閘邏輯的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)，包括有保護(hù)裝置A、保護(hù)裝置B和測控裝置A，其結(jié)構(gòu)要點在于，還包括有保護(hù)裝置C、邏輯裝置A和邏輯裝置B，其中保護(hù)裝置A、保護(hù)裝置B和保護(hù)裝置C為相同的配置的三套保護(hù)裝置，邏輯裝置A和邏輯裝置B的配置均為三取二邏輯電路；三套保護(hù)裝置各自的第一輸出端分別連接到邏輯裝置A上，第二輸出端分別連接到邏輯裝置B上，而邏輯裝置A和邏輯裝置B則分別與第一斷路器線圈和第二斷路器線圈連接；測控裝置A中具有三取二邏輯電路，三套保護(hù)裝置各自的第三輸出端分別連接測控裝置A中三取二邏輯電路的三個輸入端，而測控裝置A的輸出端則與柔性直流換流站的換流閥控制裝置連接。

所述三取二邏輯電路是指電路具有三個信號接入端，當(dāng)其中任意的兩個接入端同時接收到信號，則可以觸發(fā)邏輯電路輸出信號。因此，邏輯裝置A和邏輯裝置B均分別與三套保護(hù)裝置連接，當(dāng)三套保護(hù)裝置中的其中兩套保護(hù)裝置同時動作，此時兩套邏輯裝置中至少有一套會輸出控制信號，觸發(fā)斷路器線圈跳閘以保護(hù)系統(tǒng)。同樣的，測控裝置A也是接收來自三套保護(hù)裝置中至少兩套保護(hù)裝置的信號，才會發(fā)出觸發(fā)信號，實現(xiàn)對換流閥的閉鎖控制。

本實用新型采用了三重化保護(hù)配置，通過雙重化的三取二選擇邏輯裝置輸出保護(hù)動作信號，實現(xiàn)跳換流變開關(guān)的功能，每套三取二裝置跳閘動作出口只作用于雙跳閘線圈斷路器的一組線圈；同樣通過三取二邏輯電路實現(xiàn)對IGBT換流閥閥控系統(tǒng)進(jìn)行閥組閉鎖。正常運行工況下，每套保護(hù)裝置送出至三取二邏輯裝置和測控裝置的信息均為數(shù)字量，正常時只要兩套以上保護(hù)有同一類型的保護(hù)動作時，三取二邏輯裝置才會動作出口跳斷路器。這樣，三重化冗余方案的每重保護(hù)裝置通過獨立的“三取二”邏輯裝置動作出口，三套保護(hù)中有兩套相同類型保護(hù)動作被判定為正確的動作行為，才允許出口閉鎖或跳閘，這樣既減少測量問題造成的保護(hù)系統(tǒng)誤動，也要保證在發(fā)生故障時保護(hù)系統(tǒng)不會拒動，大大提升大容量柔性直流輸電系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的選擇性、靈敏性、可靠性和速動性，為柔性直流換流站安全、穩(wěn)定運行提供技術(shù)保障。

在此基礎(chǔ)上，當(dāng)設(shè)備異?；蛐枰獧z修維護(hù)時，三套保護(hù)系統(tǒng)中有一套保護(hù)退出運行時，可短時采用二取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)中由兩套保護(hù)退出運行后，可短時采取一取一保護(hù)邏輯；當(dāng)三套保護(hù)系統(tǒng)全部退出運行后，IGBT換流閥閉鎖，輸電系統(tǒng)停運。由此使得三取二冗余設(shè)計的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)比雙重化設(shè)計方案的保護(hù)系統(tǒng)運行維護(hù)方式更加靈活多樣，可短時采用二取一保護(hù)邏輯或一取一保護(hù)邏輯，避免輸電系統(tǒng)由于部分設(shè)備故障或檢修造成的不必要停電情況。

還包括有測控裝置B，其同樣具有三取二邏輯電路，三套保護(hù)裝置各自的第四輸出端分別連接測控裝置B中三取二邏輯電路的三個輸入端，而測控裝置B的輸出端則與柔性直流換流站的換流閥控制裝置連接。

除了保護(hù)跳閘外，保護(hù)閉鎖同樣采用雙重化三取二邏輯選擇方案，可以進(jìn)一步提升大容量柔性直流輸電系統(tǒng)保護(hù)系統(tǒng)的選擇性、靈敏性、可靠性和速動性，為柔性直流換流站安全、穩(wěn)定運行提供技術(shù)保障。

所述三套保護(hù)裝置通過高速光纖LAN網(wǎng)分別與邏輯裝置A、邏輯裝置B、測控裝置A以及測控裝置B連接。

保護(hù)裝置與三取二裝置邏輯裝置、測控裝置均采用高速光纖進(jìn)行連接通信，設(shè)備間接線簡單方便，通過高速光纖LAN網(wǎng)傳輸信號，不僅解決了判據(jù)傳輸?shù)臅r延性問題，還大大提高了信號傳輸?shù)目煽啃院涂垢蓳夏芰Α?/p>

綜上所述，本實用新型提供了一種由三重化保護(hù)裝置A\B\C、雙重化三取二邏輯裝置A/B及高速光纖LAN網(wǎng)等設(shè)備構(gòu)成的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)，通過三取二邏輯裝置輸出保護(hù)動作跳閘信號，實現(xiàn)跳換流變開關(guān)的功能，通過測控裝置三取二邏輯出口實現(xiàn)跳換流變開關(guān)、直流閉鎖等其它功能。這種三重化保護(hù)配置、三取二跳閘邏輯出口冗余設(shè)計的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)是實現(xiàn)即能防止誤動又能防止拒動、保障正確跳閘的一種完善邏輯設(shè)計技術(shù)。本提案的設(shè)計技術(shù)方案為大容量柔性直流輸電系統(tǒng)出現(xiàn)故障或異常情況時保護(hù)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的動作出口和及時停運直流系統(tǒng)提供了較為成熟可靠的設(shè)計原則和技術(shù)方案，也為大容量柔性直流輸電系統(tǒng)提供更加靈活多樣的運維方式，為柔性直流換流站的安全、穩(wěn)定運行提供可靠的技術(shù)保障。

附圖說明

圖1為本實用新型背景技術(shù)所述大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實用新型所述基于三取二冗余跳閘邏輯的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

下面結(jié)合實施例對本實用新型做進(jìn)一步描述。

具體實施方式

最佳實施例：

參照附圖2，基于三取二冗余跳閘邏輯的大容量柔性直流換流站保護(hù)系統(tǒng)，包括有保護(hù)裝置A、保護(hù)裝置B、保護(hù)裝置C、邏輯裝置A、邏輯裝置B、測控裝置A和測控裝置B，其中保護(hù)裝置A、保護(hù)裝置B和保護(hù)裝置C為相同的配置的三套保護(hù)裝置，邏輯裝置A和邏輯裝置B的配置均為三取二邏輯電路；測控裝置A和測控裝置B中均具有三取二邏輯電路。三套保護(hù)裝置各自的第一輸出端分別連接到邏輯裝置A上，第二輸出端分別連接到邏輯裝置B上，而邏輯裝置A和邏輯裝置B則分別與第一斷路器線圈1和第二斷路器線圈2連接。三套保護(hù)裝置各自的第三輸出端分別連接測控裝置A中三取二邏輯電路的三個輸入端，第四輸出端分別連接測控裝置B中三取二邏輯電路的三個輸入端，而測控裝置A和測控裝置B的輸出端則分別與柔性直流換流站的換流閥控制裝置連接。上述各個設(shè)備之間的連接是通過高速光纖LAN網(wǎng)完成的，實現(xiàn)高速連接通信。

三重化配置的直流保護(hù)系統(tǒng)通過雙重化的三取二選擇邏輯裝置輸出保護(hù)動作信號，實現(xiàn)跳換流變開關(guān)的功能，每套三取二邏輯裝置跳閘動作出口只作用于雙跳閘線圈斷路器的一組線圈；另外通過測控裝置實現(xiàn)跳換流變開關(guān)、直流閉鎖等其它功能，保護(hù)系統(tǒng)出口閉鎖閥是通過雙重化測控裝置一一對應(yīng)作用于雙重化的IGBT換流閥閥控系統(tǒng)進(jìn)行閥組閉鎖。同時，在控制系統(tǒng)的主機中也考慮集成設(shè)計有三取二的邏輯電路，實現(xiàn)三取二邏輯功能，在保護(hù)動作后，如極端情況下冗余的三取二裝置出口未能跳開換流變開關(guān)，控制系統(tǒng)的主機也能完成跳換流變開關(guān)，大大提高了控制保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。

本實用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。