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      靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法

      文檔序號(hào):7335237閱讀:163來源:國(guó)知局
      專利名稱:靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)領(lǐng)域,尤其涉及靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法。
      背景技術(shù)
      交流輸電系統(tǒng)的串聯(lián)電容器補(bǔ)償技術(shù)(簡(jiǎn)稱串補(bǔ))是將電力電容器串聯(lián)于交流輸電線路中,補(bǔ)償交流輸電線路的部分感性阻抗,從而達(dá)到增加線路輸送容量、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性、降低網(wǎng)損、節(jié)約投資等目的。在遠(yuǎn)距離、大容量輸電系統(tǒng)中,隨著輸電距離的增加,其輸送能力受到越來越多的限制,而串補(bǔ)是解決這個(gè)問題、提高超/特高壓輸電線路送電能力的重要手段之一,具有非常巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,目前在世界各國(guó)電力系統(tǒng)中已獲到了廣泛的應(yīng)用。晶閘管控制串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置(簡(jiǎn)稱可控串補(bǔ))通過改變晶閘管的觸發(fā)角來調(diào)節(jié)可控串補(bǔ)的等值基波阻抗,實(shí)現(xiàn)對(duì)等值基波阻抗的動(dòng)態(tài)控制,從而可進(jìn)一步提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性,增加輸電線路的輸送容量,抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩和次同步諧振。當(dāng)超/特高壓輸電線路發(fā)生短路故障時(shí),可控串補(bǔ)立即轉(zhuǎn)入晶閘管旁路串聯(lián)電容器模式,可降低系統(tǒng)的短路電流,提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展,單機(jī)和發(fā)電廠容量、變電所容量、城市和工業(yè)中心的負(fù)荷和負(fù)荷密度的繼續(xù)增加,以及電力系統(tǒng)之間的互聯(lián),導(dǎo)致現(xiàn)代大電力系統(tǒng)各級(jí)電網(wǎng)中的短路電流水平不斷增加。短路電流超標(biāo)已成為威脅現(xiàn)代電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要問題之一。除改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu)之外,串聯(lián)諧振型故障電流限制器裝置是解決短路電流超標(biāo)問題的新思路和新途徑。2009年,超高壓故障電流限制器裝置已在華東電網(wǎng)500kV瓶窯變電所掛網(wǎng)運(yùn)行,該裝置正處于推廣應(yīng)用階段。固定串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、晶閘管控制串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、串聯(lián)諧振型故障電流限制器裝置等都有控制保護(hù)系統(tǒng)??刂票Wo(hù)系統(tǒng)的主要作用為檢測(cè)運(yùn)行中各種對(duì)裝置不利的故障情況,正確動(dòng)作相關(guān)保護(hù),及時(shí)準(zhǔn)確地隔離故障,保證裝置的安全穩(wěn)定運(yùn)行,并配合線路保護(hù)來保護(hù)系統(tǒng)中的其它設(shè)備。除此之外,控制保護(hù)系統(tǒng)還具有電氣量測(cè)量和匯總、運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、錄波、人機(jī)交互等功能。在站內(nèi)應(yīng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)旁路斷路器、隔離開關(guān)、接地刀閘等所有關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視與控制,在調(diào)度所內(nèi)應(yīng)能通過遠(yuǎn)動(dòng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)關(guān)鍵設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)視。目前,串補(bǔ)裝置的控制保護(hù)系統(tǒng)通常由兩套獨(dú)立的系統(tǒng)組成,兩套系統(tǒng)配置相同, 各自獨(dú)立進(jìn)行測(cè)量、數(shù)據(jù)采集及控制保護(hù)。當(dāng)一套系統(tǒng)需要進(jìn)行檢修或由于其他原因退出運(yùn)行時(shí),另一套系統(tǒng)仍能穩(wěn)定的繼續(xù)工作,保證串補(bǔ)裝置的正常運(yùn)行。雙冗余控制保護(hù)系統(tǒng)出口邏輯一一般是或的關(guān)系,只要其中一個(gè)系統(tǒng)滿足相應(yīng)的動(dòng)作條件,保護(hù)就會(huì)觸發(fā)。目前,控制保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)誤動(dòng)的可能性較大
      發(fā)明內(nèi)容
      有鑒于此,本發(fā)明要解決的一個(gè)技術(shù)問題是提供一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng),能夠提高控制保護(hù)功能的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng),所述控制保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制保護(hù)裝置,所述數(shù)據(jù)采集裝置收集各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)傳送到所述控制保護(hù)裝置;所述控制保護(hù)裝置判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述數(shù)據(jù)采集裝置收集串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置旁路斷路器;所述控制保護(hù)裝置接收所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT 的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述控制保護(hù)裝置包括數(shù)據(jù)匯總單元、判斷單元、 保護(hù)單元;其中,所述數(shù)據(jù)匯總單元,用于接收來自所述數(shù)據(jù)采集裝置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)和旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)和旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息發(fā)送給所述判斷單元;所述判斷單元,用于接收旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果滿足,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)發(fā)送給所述保護(hù)單元;所述保護(hù)單元接收所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),根據(jù)所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)執(zhí)行保護(hù)算法和控制策略,輸出保護(hù)動(dòng)作命令。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中的串補(bǔ)電路設(shè)置電容器以及與所述電容器并聯(lián)的金屬氧化物限壓器M0V;在包含所述金屬氧化物限壓器 MOV和電容器等的裝置主電路中選擇電流匯合節(jié)點(diǎn)A,所述判斷單元結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律, 具體為當(dāng)所述旁路斷路器處于打開狀態(tài)時(shí),所述判斷單元判斷所有流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn)A的電流的代數(shù)和的絕對(duì)值是否小于δ,并且持續(xù)時(shí)間τ ;其中,δ、τ為閾值。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,當(dāng)旁路斷路器處于閉合狀態(tài),則所述判斷單元不進(jìn)行信號(hào)真?zhèn)闻袛啵瑢⑺龈鳒y(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)發(fā)送給所述保護(hù)單元,所述保護(hù)單使用所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)執(zhí)行保護(hù)算法和控制策略。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)包括線路電流iliM、平臺(tái)電流ipf、電容器電流i。,MOV支路電流iMQV1和iMQV2,GAP電流ieAP ;;所述判斷單元結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,具體為如果旁路斷路器處于打開狀態(tài),所述判斷單元判斷是否 兩足I iline+ipf+ic+i 0V1 + iM0V2 + iGApl < δ,且持續(xù)時(shí)間 T ;其中,所述線路電流iline、平臺(tái)電流ipf、電容器電流i。,MOV支路電流iMQV1和iM。V2,GAP電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn)A的所有電流。 根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),當(dāng)ik+i。> (,并
      持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間Tl (躲過單相重合閘)時(shí),則所述判斷單元判斷線路電流的測(cè)量CT和電容器的測(cè)量CT異常;或者,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),平臺(tái)電流ipf = 0,M0V支路電流iMW1 =
      、Imov2 = 0,GAP電流ieAP = 0,且ik + L >《,并持續(xù)較短時(shí)間T2時(shí),則所述判斷單元判
      斷所述線路的測(cè)量CT和所述電容器的測(cè)量CT異常;其中,所述ilme為線路的電流,所述i。為電容器上的電流,ζ、T1,Τ2為判斷閾值,并且所述ilme、L、平臺(tái)電流ipf、M0V支路電流iMQV1和iMQV2、GAP電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn) A的所有電流。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述判斷單元部署在所述保護(hù)單元內(nèi),或者所述判斷單元部署在所述數(shù)據(jù)匯總單元內(nèi)。本發(fā)明系統(tǒng)對(duì)測(cè)量CT的電流信號(hào)采用基爾霍夫電流定律進(jìn)行判斷,有效地預(yù)防了保護(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生。本發(fā)明要解決的另一個(gè)技術(shù)問題是提供靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法,能夠提高控制保護(hù)功能的可靠性。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面,提供一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法,收集各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例,收集串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置旁路斷路器;接收所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT 的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中的串補(bǔ)電路設(shè)置電容器以及與所述電容器并聯(lián)的金屬氧化物限壓器M0V;在包含所述金屬氧化物限壓器MOV和電容器等的的裝置主電路中選擇電流匯合節(jié)點(diǎn)A,所述判斷單元結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,具體為當(dāng)所述旁路斷路器處于打開狀態(tài)時(shí),所述判斷單元判斷所有流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn)A的電流的代數(shù)和的絕對(duì)值是否小于δ,并且持續(xù)時(shí)間T ;其中,δ、Τ為閾值。根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),當(dāng)ilme+ L >《,并
      持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間Tl (躲過單相重合閘)時(shí),則所述判斷單元判斷線路電流的測(cè)量CT和電容器的測(cè)量CT異常;或者,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),平臺(tái)電流ipf = 0,M0V支路電流iMW1 =0、iMW2 = 0,GAP電流iGAP = 0,且'ilme + L > ζ,并持續(xù)較短時(shí)間Τ2時(shí),則所述判斷單元
      判斷所述線路的測(cè)量CT和所述電容器的測(cè)量CT異常;其中,所述;[lme為線路的電流,所述
      L為電容器上的電流,(、!^?為判斷閾值,并且所述;^皿、L、平臺(tái)電流ipf、M0V支路電流iMW1和iMW2、GAP電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn)A的所有電流。根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施例,所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器包括固定串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、晶閘管控制串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、串聯(lián)諧振型故障電流限制器裝置。本發(fā)明方法對(duì)測(cè)量CT的電流信號(hào)采用KCL定律進(jìn)行判斷,有效地預(yù)防了保護(hù)誤動(dòng)作的發(fā)生。


      為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的串補(bǔ)裝置中控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖;圖2A為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖;圖2B為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖;圖2C為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的又一個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖;圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的固定串補(bǔ)單相原理圖;圖4為根據(jù)本發(fā)明的靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法的一個(gè)實(shí)施例的流程圖;圖5為根據(jù)本發(fā)明的靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法中進(jìn)行KCL判斷的實(shí)施例的流程圖;圖6為根據(jù)本發(fā)明的靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法中進(jìn)行KCL判斷的另一個(gè)實(shí)施例的流程圖;圖7為根據(jù)本發(fā)明的靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法中進(jìn)行KCL判斷的又一個(gè)實(shí)施例的流程具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述,其中說明本發(fā)明的示例性實(shí)施例。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖,對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒景l(fā)明中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,為電流傳輸設(shè)備裝設(shè)測(cè)量CT,對(duì)測(cè)量CT的測(cè)量信號(hào)通過基爾霍夫電流定律KCL進(jìn)行判斷,如果測(cè)量信號(hào)滿足KCL定律,則將測(cè)量信號(hào)作為可信測(cè)量信號(hào)用于后續(xù)保護(hù)控制,盡可能保證測(cè)量信號(hào)的可靠性,防止控制保護(hù)系統(tǒng)誤動(dòng),提高控制保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。
      下面結(jié)合各個(gè)圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多方面的描述。圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的串補(bǔ)裝置中控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖。串補(bǔ)裝置中配置控制保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)12,也可以對(duì)保護(hù)系統(tǒng)系統(tǒng)12冗余配置控制系統(tǒng)13,兩套控制保護(hù)系統(tǒng)獨(dú)立運(yùn)行,獨(dú)立進(jìn)行測(cè)量、數(shù)據(jù)采集及控制保護(hù)。以系統(tǒng)12為例,數(shù)據(jù)采集裝置121從各測(cè)量CTll采集信號(hào),將各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)傳送到控制保護(hù)裝置122 ;控制保護(hù)裝置122判斷各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果各測(cè)量CT 的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。如果判斷有故障時(shí), 控制保護(hù)裝置122對(duì)斷路器/刀閘操作機(jī)構(gòu)14發(fā)出相關(guān)的保護(hù)動(dòng)作指令,如觸發(fā)GAP15、合旁路斷路器16、DD17、⑶18等。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,數(shù)據(jù)采集裝置121收集串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置的各測(cè)量CTll的一次電氣量測(cè)量信號(hào);串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置旁路斷路器;控制保護(hù)裝置122接收旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。對(duì)測(cè)量CT的電流信號(hào)通過KCL定理進(jìn)行判斷,再進(jìn)行相應(yīng)的一次設(shè)備保護(hù)計(jì)算, 從而有效地預(yù)防誤操作的發(fā)生。圖2A是為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖。數(shù)據(jù)采集裝置22從測(cè)量 CT21. . . .,η中采集信號(hào),轉(zhuǎn)換成光信號(hào)發(fā)送給控制保護(hù)裝置23,控制保護(hù)裝置23對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行KCL判斷,用判斷出為真的信號(hào)來完成裝置一次設(shè)備的保護(hù)算法,同時(shí)監(jiān)視相關(guān)的開關(guān)量信息,在系統(tǒng)故障或裝置故障時(shí),給出相關(guān)的保護(hù)動(dòng)作指令。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,數(shù)據(jù)采集裝置22包括ΕΜΙ濾波裝置221,用于濾除測(cè)量CT傳輸線上的傳輸干擾;信號(hào)調(diào)理單元222,用于對(duì)電流信號(hào)進(jìn)行調(diào)整,使其滿足A/D單元223的需求,同時(shí)也起到實(shí)現(xiàn)再次電氣隔離的作用;A/D單元223,用于接收信號(hào)將模擬信號(hào)并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào),通過光通路傳入控制保護(hù)裝置23。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,數(shù)據(jù)匯總單元231接收光信號(hào),將其轉(zhuǎn)成電信號(hào),并從中解析出采樣數(shù)據(jù),然后按預(yù)定的數(shù)據(jù)格式將測(cè)量CT的測(cè)量信號(hào)發(fā)送給判斷單元234 ;判斷單元234獲取旁路斷路器位置信號(hào)SB。B,旁路斷路器位置信號(hào)^cb表示通斷狀態(tài)(例如, 取值為0或1)。判斷單元234結(jié)合旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,將測(cè)量信號(hào)發(fā)送給保護(hù)單元235 ;保護(hù)單元235接收可信的測(cè)量信號(hào),執(zhí)行保護(hù)算法和控制策略,輸出保護(hù)動(dòng)作命令。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,可選擇的,判斷單元234可以獲取旁路斷路器位置信號(hào)& ,并結(jié)合旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例,控制保護(hù)裝置23還可以包括錄波回放單元232,在故障或手動(dòng)啟動(dòng)的情況下,記錄當(dāng)前信號(hào)量和開關(guān)信號(hào)量,以及實(shí)現(xiàn)對(duì)歷史錄波文件或自定義文件的回放;通信管理單元233完成信息交互,并與后臺(tái)監(jiān)控和信息遠(yuǎn)傳接口等裝置的信息交互,下發(fā)遙控命令、校時(shí)功能。圖2B是為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖。如圖所示,可選地,判斷單元234部署在數(shù)據(jù)匯總單元231內(nèi),數(shù)據(jù)匯總單元231可以獲取旁路斷路器位置信號(hào),判斷單元234結(jié)合旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷數(shù)據(jù)匯總單元231接收的各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律。圖2C是為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的又一個(gè)控制保護(hù)系統(tǒng)的示意圖。如圖所示,可選地,判斷單元234部署在保護(hù)單元235內(nèi),保護(hù)單元235可以獲取旁路斷路器位置信號(hào)Sbcb, 判斷單元234結(jié)合旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷來自數(shù)據(jù)匯總單元231的各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律。圖3為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的固定串補(bǔ)單相原理圖,下面將結(jié)合圖3,對(duì)判斷單元 234判斷各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律作出比較詳細(xì)的描述。此處僅以電容器采用單H橋型接線的固定串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置為例,該串補(bǔ)裝置各主設(shè)備除旁路斷路器外均安裝測(cè)量CT ;如圖3所示,電力線路系統(tǒng)中包括旁路斷路器31、 火花間隙32、由電阻R331和M0V332組成的阻尼回路33、平臺(tái)34、電容器35、母線36,在線路上部署測(cè)量CT1-7,分別用來測(cè)量系統(tǒng)中不同線路上的電流值,其中,MOV支路包括MOVA 和M0VB。串補(bǔ)裝置或故障電流限制器的串補(bǔ)電路中的電容器兩端分別為高電位和低電位, 所有的測(cè)量CT都裝設(shè)在低電位側(cè),在串補(bǔ)電路中的低電位側(cè)選擇電流匯合節(jié)點(diǎn)A,使得電容器的測(cè)量CT的電流和金屬氧化物限壓器MOV的測(cè)量CT的電流能夠流入所述節(jié)點(diǎn)A。按照基爾霍夫電流定律,“在集總電路中,任何時(shí)刻,對(duì)任一節(jié)點(diǎn),所有流入節(jié)點(diǎn)的支路電流的代數(shù)和恒等于零”。對(duì)于節(jié)點(diǎn)A,線路電流iline、平臺(tái)電流ipf、電容器電流i。,M0V電流iMQV1和iMQV2,GAP 電流ieAP,旁路斷路器電流iBCB之和為零。即iline+ipf+ic+iM。vl+iM。v2+iGAP+iBCB = 0(1)由于測(cè)量CT測(cè)量誤差、調(diào)理電路的差別、AD轉(zhuǎn)換的誤差等因素,上式不可能嚴(yán)格意義上等于零,但應(yīng)該是一個(gè)接近于零的值,且在一定的范圍δ內(nèi)。式(1)在實(shí)際中為I iline+ipf+ic+iM。vl+iM。V2+iGAP+iBCB I < δ(2)根據(jù)式(2)對(duì)每個(gè)采樣時(shí)刻的信號(hào)值進(jìn)行逐點(diǎn)計(jì)算,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)或者以前工程的相應(yīng)錄波數(shù)據(jù)選取合適的S,并持續(xù)一定的時(shí)間Τ,以防止誤判。由于旁路斷路器沒有安裝測(cè)量CT,無法測(cè)得iBCB,而旁路斷路器的開合狀態(tài)是可得到的,所以在判據(jù)中引入旁路斷路器狀態(tài)位SB。B (SB。B = 0表示旁路斷路器處于打開狀態(tài),Sbcb =1表示旁路斷路器處于閉合狀態(tài)),Scb = ο時(shí),也就是旁路斷路器電流iBC:B = ο時(shí),采用式(2)進(jìn)行信號(hào)真?zhèn)闻袛?,在旁路斷路器狀態(tài)為合時(shí),不進(jìn)行信號(hào)真?zhèn)闻袛唷A硗?,在串補(bǔ)正常運(yùn)行時(shí),只有線路和電容器流過電流,對(duì)節(jié)點(diǎn)A來說,相量滿足
      權(quán)利要求
      1.一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng),所述控制保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制保護(hù)裝置,其特征在于所述數(shù)據(jù)采集裝置收集各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)傳送到所述控制保護(hù)裝置;所述控制保護(hù)裝置判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量 CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。
      2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng),其特征在于所述數(shù)據(jù)采集裝置收集串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置旁路斷路器;所述控制保護(hù)裝置接收所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。
      3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng),其特征在于所述控制保護(hù)裝置包括數(shù)據(jù)匯總單元、判斷單元、保護(hù)單元;其中,所述數(shù)據(jù)匯總單元,用于接收來自所述數(shù)據(jù)采集裝置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)發(fā)送給所述判斷單元;所述判斷單元,用于接收旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果滿足, 則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)發(fā)送給所述保護(hù)單元;所述保護(hù)單元接收所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),根據(jù)所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)執(zhí)行保護(hù)算法和控制策略,輸出保護(hù)動(dòng)作命令。
      4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中的串補(bǔ)電路設(shè)置電容器以及與所述電容器并聯(lián)的金屬氧化物限壓器M0V;在包含所述金屬氧化物限壓器MOV和電容器的裝置主電路中選擇電流匯合節(jié)點(diǎn)(A),使得所述電容器的測(cè)量CT的電流和所述金屬氧化物限壓器MOV的測(cè)量 CT的電流能夠流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn)(A);所述判斷單元結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律具體為當(dāng)所述旁路斷路器處于打開狀態(tài)時(shí),所述判斷單元判斷所有流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn) (A)的電流的代數(shù)和絕對(duì)值是否小于δ,并且持續(xù)時(shí)間T ;其中,δ、Τ為閾值。
      5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)旁路斷路器處于閉合狀態(tài),則所述判斷單元不進(jìn)行信號(hào)真?zhèn)闻袛?,將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)發(fā)送給所述保護(hù)單元,所述保護(hù)單使用所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)執(zhí)行保護(hù)算法和控制策略。
      6.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)包括線路電流iliM、平臺(tái)電流ipf、電容器電流i。,MOV 支路電流 iMQV1 和 iMQV2,GAP 電流 iGAP ;所述判斷單元結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,具體為如果旁路斷路器處于打開狀態(tài),所述判斷單元判斷是否滿足iline+ipf+ic+il0Vl + iM0V2 + iGApl < ^,且持續(xù)時(shí)間 Τ; 其中,所述線路電流iliM、平臺(tái)電流ipf、電容器電流i。,MOV支路電流iMW1和iMW2,GAP 電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn)㈧的所有電流。
      7.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng),其特征在于,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),當(dāng)ik+i。> (,并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間Tl時(shí),則所述判斷單元判斷線路電流的測(cè)量CT和電容器的測(cè)量CT異常; 或者,或者,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),平臺(tái)電流ipf = 0,MOV支路電流iMW1 = 0、iM0V2 = 0,GAP電流ieAP = 0,且ilme+L > <,并持續(xù)較短時(shí)間T2時(shí),則所述判斷單元判斷所述線路的測(cè)量CT和所述電容器的測(cè)量CT異常;其中,所述f 線路的電流,所述L為電容器上的電流,(、??!,了?為判斷閾值,并且所述‘;^皿、L、平臺(tái)電流ipf、M0V支路電流iMW1和i ov2>GAP電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn)㈧的所有電流。
      8.如權(quán)利要求3所述系統(tǒng),其特征在于所述判斷單元部署在所述保護(hù)單元內(nèi),或者所述判斷單元部署在所述數(shù)據(jù)匯總單元內(nèi)。
      9.一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)方法,其特征在于 收集各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。
      10.如權(quán)利要求9所述方法,其特征在于收集串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置的所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào);所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中設(shè)置旁路斷路器;接收所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息,結(jié)合所述旁路斷路器通斷的狀態(tài)信息判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)滿足基爾霍夫電流定律,則將所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)進(jìn)行完成所述靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。
      11.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器中的串補(bǔ)電路設(shè)置電容器以及與所述電容器并聯(lián)的金屬氧化物限壓器M0V;在包含所述金屬氧化物限壓器MOV和電容器的裝置主電路中選擇電流匯合節(jié)點(diǎn)(A),使得所述電容器的測(cè)量CT的電流和所述金屬氧化物限壓器MOV的測(cè)量 CT的電流能夠流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn)(A);所述判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律具體為當(dāng)所述旁路斷路器處于打開狀態(tài)時(shí),判斷所有流入所述電流匯合節(jié)點(diǎn)(A)的電流的代數(shù)和絕對(duì)值是否小于δ,并且持續(xù)時(shí)間T ; 其中,δ、Τ為閾值。
      12.如權(quán)利要求10所述的方法,進(jìn)一步包括當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),當(dāng)I-+I。> ζ ,并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間Tl時(shí),則所述判斷單元判斷線路電流的測(cè)量CT和電容器的測(cè)量CT異常;或者,當(dāng)旁路斷路器處于打開狀態(tài),平臺(tái)電流ipf = 0,MOV支路電流iMW1 = 0、iM0V2 =0,GAP電流ieAP = 0,且ilme+L > ζ ,并持續(xù)較短時(shí)間Τ2時(shí),則所述判斷單元判斷所述線路的測(cè)量CT和所述電容器的測(cè)量CT異常;其中,所述ilme為線路的電流,所述L為電容器上的電流,(、?。?,了?為判斷閾值,并且所述‘;^皿、L、平臺(tái)電流ipf、M0V支路電流iMW1和i ov2>GAP電流ieAP為流入電流匯合節(jié)點(diǎn)㈧的所有電流。
      13.如權(quán)利要求10所述的方法,其特征在于所述串補(bǔ)裝置或故障電流限制器包括固定串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、晶閘管控制串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置、串聯(lián)諧振型故障電流限制器裝置。
      全文摘要
      本發(fā)明公開了一種靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法,涉及靈活交流輸電裝置的控制保護(hù)領(lǐng)域,所述控制保護(hù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集裝置、控制保護(hù)裝置,所述數(shù)據(jù)采集裝置收集各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào),并將測(cè)量信號(hào)傳送到所述控制保護(hù)裝置;所述控制保護(hù)裝置判斷所述各測(cè)量CT的一次電氣量測(cè)量信號(hào)是否滿足基爾霍夫電流定律,如果滿足,則將測(cè)量信號(hào)作為可信的測(cè)量信號(hào)完成靈活交流輸電裝置一次設(shè)備的保護(hù)處理。本發(fā)明公開的基于基爾霍夫電流定理KCL的控制保護(hù)系統(tǒng)和方法,提高了串補(bǔ)裝置/故障電流限制器裝置的控制保護(hù)功能的可靠性,可預(yù)防串補(bǔ)裝置保護(hù)誤動(dòng)作引起的裝置不必要的退出運(yùn)行。
      文檔編號(hào)H02J13/00GK102231570SQ20111019230
      公開日2011年11月2日 申請(qǐng)日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月11日
      發(fā)明者劉慧文, 戴朝波, 王宇紅, 金雪芬 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司
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