一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法
2023-06-10 07:34:11 1
專利名稱：一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法
技術領域：
本發明涉及一種繼電保護技術，特別涉及一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法。
背景技術：
輸電線路在冬季覆冰嚴重威脅電力系統的安全運行，直流融冰裝置的研製成功對提高電網的抗擊冰災能力起到了巨大作用。直流融冰裝置的基本原理是採用換流橋將交流電流轉化為直流電流，注入交流導線，利用直流電流在導線電阻中產生熱量使覆冰融化。線路開路試驗(Open Line Tests，0LT)，又稱空載加壓試驗，是直流融冰裝置和高壓直流輸電工程系統試驗中一項非常重要的試驗。OLT試驗的方法就是將整流器的負載回 路斷開，在直流電流為O的情況下逐步升高直流電壓到指定值。OLT試驗的目的是檢驗極控制保護系統中直流電壓控制功能是否正確工作；檢驗控制保護系統對晶閘管換流橋的觸發功能是否正常；檢驗換流橋以及換流橋直流側設備的絕緣水平和電壓耐受能力是否達到要求。採用晶閘管換流橋的直流融冰裝置在進行OLT試驗時，直流電壓(Ud)與觸發角(α )之間有明確的對應關係。對於6脈動直流融冰裝置，OLT時直流電壓的理論計算公式為
Ud =^=Umcos(a-60°)(I)在式(I)中，Uditl為6脈動換流橋組在無相控情況下的理想空載直流電壓。從式(I)可以看出，當觸發角α為150°時，Ud為O ;由於換流橋組是個整流電路，當α大於150°時，Ud也為O ;隨著α逐漸變小，Ud逐漸變大；在α為60°時，Ud達到最大值。通過上述分析可以看出，在正常的OLT運行時，可以通過對α的控制實現Ud從OkV起始，並且可以在OkV到最大值之間進行連續調節。直流融冰裝置的OLT —般會配置相應的電壓原理保護對於6脈動直流融冰裝置，其OLT時的直流電壓理論值UD_CALC可以按式(I)的計算得到。而實際測量得到的直流電壓UD_MEAS會受到直流融冰裝置均壓、阻尼迴路等因素的影響而與UD_CALC之間存在一定的差異，但是這種差異是有限的，即在OLT試驗中，正常情況下UD_MEAS會與UD_CALC基本保持一致，當二者差異過大超過一定值UD_set時，就認為是融冰裝置的設備絕緣可能出現了問題，驅動保護動作。在直流融冰裝置中，UD_set —般取值為O. 3 I. Opu (基準為融冰裝置直流側的額定直流電壓UDN)。6脈動直流融冰裝置一般不帶專用換流變壓器，而是把交流站內的主變作為換流變壓器。換流橋通過三相導線與站內IOkV交流母線相連接，在現場實際施工時，換流橋的位置與IOkV母線之間有一定的距離，它們之間一般通過電力電纜連接，並且電纜會順著電纜溝進行布線。在施工後，換流橋與三相交流母線之間的連接可能出現相序接錯的情況。在OLT試驗時，這種交流進線相序錯誤的情況會導致OLT相關的電壓保護動作，使OLT試驗終止。然而導致OLT相關保護動作的故障原因很多，技術人員需要對直流融冰裝置控制保護系統的故障錄波文件進行人工分析來確定故障原因，這種故障分析過程會花費很多時間，並且受到個人技術水平和現場經驗等因素的影響，技術人員很有可能無法及時、準確定位設備的故障原因。目前還沒有一種明確地、有效地判斷換流橋三相交流進線相序接錯故障的方法。
發明內容
本發明的目的，在於提供一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，其可明確、有效地判斷換流橋三相交流進線相序接錯的故障，保護系統可根據該方法在空載加壓試驗保 護動作後自動確定故障的原因，給出故障分析提示。為了達成上述目的，本發明的解決方案是一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，包括如下步驟(I)實時檢測融冰裝置當前是否處於空載加壓試驗狀態，若是則進入步驟(2)，否則繼續檢測；(2)實時檢測換流橋的觸發脈衝解鎖命令，若解鎖換流橋的觸發脈衝後，進入步驟(3)，否則返回步驟(I)；(3)實時讀取從步驟(2)中觸發脈衝解鎖命令出現時刻到之後的判斷時間內的直流電壓值，並對該電壓值取絕對值後求取峰值，將該峰值與電壓定值比較，如果峰值大於電壓定值，則轉步驟(4)，否則返回步驟(2)；(4)實時檢測空載加壓試驗的電壓保護動作信號，一旦該保護動作，且持續前述判斷時間，則在經過延時時間後判斷換流橋交流進線相序接錯。上述步驟(2)中，判斷時間的取值範圍是13 30ms。上述步驟(2)中，所述電壓定值的取值範圍是空載加壓試驗電壓保護動作定值的
I.I 2. O 倍。上述步驟(4)中，延時時間的取值範圍是2 5ms。採用上述方案後，本發明提出了一種簡易、有效地判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，保護系統可根據該方法在空載加壓試驗保護動作後自動確定故障的原因，給出故障分析提示。
圖I是進行6脈動直流融冰裝置空載加壓試驗的示意圖；其中，a、b、c指直流融冰裝置的三相交流進線分別對應的電力電纜，1、2、3、4、5、6分別指直流融冰裝置中的6個換流臂，Id指直流融冰裝置直流迴路中的直流電流，Ud指直流融冰裝置直流輸出端的直流電壓；圖2是某直流融冰裝置現場空載加壓試驗時交流進線相序接錯對應的故障錄波圖；其中，4張子圖的橫坐標一致，都是時間軸，單位s;第一張子圖的縱坐標為觸發角，單位度；第二張子圖的縱坐標是直流電壓，單位kV ;第三張子圖的縱坐標是觸發脈衝的解鎖命令，無單位；第四張子圖的縱坐標是控制保護系統發出的緊急停運命令，對應於空載加壓試驗直流電壓保護的動作命令，無單位；圖3是本發明實施例的邏輯框圖；其中，箭頭代表了數據流方向；tl為邏輯中用到的單穩態脈衝的時間寬度；U_set為一個電壓定值，用以輔助判斷換流橋交流進線是否出現相序接錯的故障。
具體實施例方式
·以下將結合附圖及具體實施例，對本發明的技術方案進行詳細說明。本發明是基於以下情況提出的在直流融冰裝置換流橋交流進線相序正確的情況下進行空載加壓試驗(OLT)時，由於初始觸發角一般為164°左右(大於150° )，此時解鎖換流橋的觸發脈衝後，換流橋的直流電壓為OkV。在直流融冰裝置換流橋交流進線相序接錯的情況下進行空載加壓試驗時，雖然控制系統發出的初始觸發角為164°左右，但是當解鎖換流橋的觸發脈衝時，換流橋組直流電壓會出現階躍現象。基於以上情況，本發明提供一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，包括如下步驟(I)實時檢測融冰裝置當前是否處於空載加壓試驗狀態，若是則進入步驟(2)，否則繼續檢測；(2)實時檢測換流橋的觸發脈衝解鎖命令，若解鎖換流橋的觸發脈衝後，進入步驟
(3)，否則返回步驟(I)；(3)實時讀取從步驟(2)中觸發脈衝解鎖命令出現時刻到之後的tl時間內的直流電壓值，並對該電壓值取絕對值後求取峰值，將該峰值與電壓定值U_set比較，如果峰值大於。86〖，則轉步驟(4)，否則返回步驟(2)，時間tl的取值範圍是13 30ms，而電壓定值U_set的取值範圍是空載加壓試驗電壓保護動作定值的I. I 2. O倍；(4)實時檢測空載加壓試驗的電壓保護動作信號，一旦換流橋直流電壓出現較大階躍並引起該保護動作，且持續時間tl，則在經過一定的信號防抖延時(2ms 5ms)後發出換流橋交流進線相序接錯的報警信息。以下將通過具體實施例對本發明進一步說明。按照圖3所示的邏輯框圖，實時檢測融冰裝置當前是否處於空載加壓試驗狀態。該狀態信號作為最終「與」邏輯的第一個輸入值。實時檢測換流橋的觸發脈衝解鎖命令，一旦該解鎖命令從O向I變位時，就利用信號的上升沿觸發單穩態觸發器，產生一個寬度為tl時間的脈衝，作為最終「與」邏輯的第二個輸入值。時間tl的取值範圍為13 30ms。實時讀取直流電壓值，對該電壓值取絕對值後利用求取峰值的程序模塊得到上述觸發脈衝解鎖命令出現時刻到之後的tl時間內直流電壓的峰值，該峰值在模擬量比較模塊中與直流電壓定值U_set比較,如果峰值大於U_set,則輸出值為I,如果峰值小於U_set,則輸出值為O。該模擬量比較模塊的輸出值作為最終「與」邏輯的第三個輸入值。直流電壓定值U_set的取值範圍為空載加壓試驗電壓保護動作定值的I. I 2. O倍。實時檢測空載加壓試驗的電壓保護動作信號，一旦該保護動作，就利用動作信號的上升沿觸發單穩態觸發器，產生一個時間寬度也為tl的脈衝，作為最終
「與」邏輯的第四個輸入值。當最終「與」邏輯的四個輸入值都為I時，「與」邏輯輸出值就變為1，經過一定的信號防抖延時(2ms 5ms)後發出換流橋交流進線相序接錯的報警信息。
以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護範圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護範圍之內。
權利要求
1.一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，其特徵在於包括如下步驟 (1)實時檢測融冰裝置當前是否處於空載加壓試驗狀態，若是則進入步驟(2)，否則繼續檢測； (2)實時檢測換流橋的觸發脈衝解鎖命令，若解鎖換流橋的觸發脈衝後，進入步驟(3)，否則返回步驟(I); (3)實時讀取從步驟(2)中觸發脈衝解鎖命令出現時刻到之後的判斷時間內的直流電壓值，並對該電壓值取絕對值後求取峰值，將該峰值與電壓定值比較，如果峰值大於電壓定值，則轉步驟(4)，否則返回步驟(2)； (4)實時檢測空載加壓試驗的電壓保護動作信號，一旦該保護動作，且持續前述判斷時間，則在經過延時時間後判斷換流橋交流進線相序接錯。
2.如權利要求I所述的一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，其特徵在於所述步驟(2)中，判斷時間的取值範圍是13 30ms。
3.如權利要求I所述的一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，其特徵在於所述步驟(2)中，所述電壓定值的取值範圍是空載加壓試驗電壓保護動作定值的I. I 2. O倍。
4.如權利要求I所述的一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，其特徵在於所述步驟(4)中，延時時間的取值範圍是2 5ms。
全文摘要
本發明公開一種判斷換流橋交流進線相序接錯的方法，在對融冰裝置進行空載加壓試驗時，當解鎖換流橋的觸發脈衝後，換流橋直流電壓出現了較大的階躍並引起了空載加壓試驗的電壓保護動作跳閘，並且在換流橋觸發脈衝解鎖之後的一段時間內，換流橋直流電壓絕對值的峰值大於一個電壓定值，經過一定的信號防抖延時，判斷該換流橋的交流進線存在交流進線相序接錯故障。此種方法能有效地判斷出換流橋交流進線相序接錯的故障，保護系統可根據該方法在空載加壓試驗保護動作後自動確定故障的原因，給出故障分析提示。
文檔編號G01R29/18GK102841267SQ20121027802
公開日2012年12月26日 申請日期2012年8月7日 優先權日2012年8月7日
發明者張翔, 田傑, 趙森林, 沈剛, 曹冬明 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司