[发明专利]高压直流换流站的开关锁定方法

说明书

技术领域

本发明涉及在直流换流站控制保护系统中对开关的控制方法，尤其是直流控制保护系统中对开关进线锁定保证设备安全的实现方法。

背景技术

高压直流输电由于其特有的优点，如长距离、大功率、异步联网、功率快速调节性、潮流可控性、输电经济性等，已经得到了广泛的应用。

由于高压直流输电系统一次设备投资大，需对交流场、交流滤波器场、直流场的开关在特定的情况下锁定，以保证换流站开关本身及其他一次设备的安全，防止误操作对设备造成冲击，缩短设备的使用寿命。

有以下几种情况需要对进线开关进行锁定，以保证设备的安全：

1)交流场的换流变进线开关在直流系统紧急停运、换流变保护动作、直流保护动作的情况下需要锁定，禁止合闸，以防止误操作对换流变、阀组充电造成冲击。

2)交流滤波器组的进线开关在滤波器大组母差保护动作时锁定，禁止合闸，以防止误操作造成滤波器母线再次充电造成事故。

3)交流滤波器小组的开关在滤波器大组母差保护动作，或滤波器小组保护动作时锁定，禁止合闸，以防止误操作造成滤波器小组再次充电造成事故。

4)直流场极1、极2中性母线开关(NBS1、NBS2)，站地开关(NBGS)，金属回线转换开关(MRTB)，大地回路转换开关(GRTS)，若断开时无法切断直流电流，直流保护对其进行重合闸后，需要锁定，禁止分闸，以防止再次分开关的操作对开关造成损坏。

传统开关锁定的方法，部分是靠人工判断开关是否能操作，这就增加运行人员的工作量，且存在一定的误操作风险；还有一部分是采用在各控制开关的功能处采集所有影响开关操作的信号，经过联锁判断是否能操作开关，该方法对控制保护系统来说需要采集的信号量大，增加系统复杂性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种保护直流换流站内一次设备安全的方法，在换流站运行的特定情况下，锁定相关的进线开关，防止误操作对换流站内一次设备造成损坏，节约换流站一次设备的投资。在直流换流站各种特定运行情况下，为保护换流站相关的一次设备，通过在直流控制保护系统中对相关开关进行锁定，禁止运行人员手动或控制保护系统自动对开关操作。

本发明提供的技术方案是：在直流控制保护系统中的直流控制开关操作的I/O接口板上实现开关锁定，所述I/O接口板由CPU模块、现场总线输入模块、现场总线输出模块、通讯模块和开关量输出模块组成，现场总线输入模块从现场总线上接收通讯报文，通讯模块解析来自各控制保护主机的开关合闸指令、开关锁定指令、解除锁定指令，并将这些指令传送给CPU模块，其特征是：CPU模块接收现场总线上传来的控制保护各子系统的开关合闸指令、开关锁定指令和解锁指令，开关合闸通过连接与门一输入端来输出给开关设备的合闸信号；设有RS触发器连接接收到的开关锁定、解锁指令判断，得出是否要锁定开关的信号；当I/O接口板收到任意一个开关锁定指令，且未接收到解锁指令，则RS触发器的Q端输出需要锁定开关信号；当I/O接口板收到解锁指令，则RS触发器的Q端禁止输出锁定开关信号，且Q端通过非门接所述与门的另一输入端。

开关的锁定功能有两种：第一种为交流场开关、交流滤波器开关的锁定，开关分开后禁止合闸；第二种为直流场开关的锁定，开关重合闸后禁止分开。

开关锁定功能的触发与解除的功能在控制保护系统的上层控制主机中实现，分为两种：第一种方法为手动触发与解除，第二种为各控制保护子系统自动触发。

开关锁定功能的手动触发与解除，是由运行人员在控制系统SCADA界面上发出，通过站LAN网传送到该开关所在区域的控制主机，由控制主机处理将指令通过现场总线，下发到控制开关操作的I/O接口板上锁定开关。

开关锁定功能的自动触发，分布在各控制保护子系统的控制主机，由控制主机根据运行情况自动判断需要锁定的开关，将锁定指令下发到控制相应开关的I/O接口板上锁定。

控制主机与开关的I/O控制之间的通讯情况有两种：一是控制主机与开关的I/O控制板之间有现场总线直接连接，这种情况锁定指令将直接下发到I/O板卡；另一种是控制主机与开关的I/O控制板之间没有现场总线直接连接，这种情况锁定指令则需要通过其他的控制主机转发。

本发明的有益效果：采用本发明可以减少人工判断开关是否可以操作的工作量，避免了对开关的误操作，减少一次设备受到损坏的风险。同时通过开关控制板卡锁定，各控制保护子系统分布式触发，保证了开关锁定功能的灵活、可靠，且不增加控制保护系统的复杂性，不需要增加额外的控制设备。

附图说明