[发明专利]一种直流输电换流阀控制保护系统及其控制保护方法

权利要求书

1.一种直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述控制保护系统由互为冗余的运行系统和热备用系统构成；所述运行系统和热备用系统均包括极控系统以及与其进行通信的阀基电子设备；所述运行系统和热备用系统分别通过光纤与晶闸管触发监测子系统连接；

所述晶闸管触发监测子系统包括晶闸管以及与其匹配设置的晶闸管触发监测单元。

2.如权利要求1所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述运行系统和热备用系统同时接收来自换流阀的状态回报信息并进行处理，若运行系统出现故障或检测到换流阀故障时切换到热备用系统，实现无延时切换。

3.如权利要求1所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述阀基电子设备通过一组光纤与晶闸管触发监测单元进行通信，光纤组数与单个换流阀的晶闸管级数一一对应；

所述阀基电子设备按照极控系统发出的触发时序脉冲触发晶闸管，并对故障晶闸管进行定位。

4.如权利要求3所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述阀基电子设备包括通信控制机箱和触发检测机箱；所述通信控制机箱接收来自极控系统的控制指令并将其分别发送给触发监测机箱，同时接收来至触发监测机箱发送的换流阀和阀基电子设备状态信息，将信息汇总处理后转发给极控系统，所述极控系统根据阀基电子设备的反馈信息执行相应保护动作和下发触发脉冲；

所述触发监测机箱完成接收触发命令CP后经过编码成触发脉冲，发送给晶闸管触发监测单元，并接收晶闸管触发监测单元的回报脉冲，判断换流阀状态，并定时通过总线通信上传晶闸管状态信息，当换流阀出现故障时给出报警或者跳闸请求。

5.如权利要求3所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述通信控制机箱用于完成下行信号的采集处理、VBE上行信号的发出和事件的通信，以及工程现场的调试；包括通信板、输出和输入板，电源板、检测板和调试板；

所述触发监测机箱包括阀避雷器动作计数器、漏水检测器和GPS时钟；所述阀避雷器动作计数器对阀避雷器的动作次数进行计数；所述漏水检测器对水冷系统是否漏水进行检测；所述GPS时钟记录并上报换流阀状态、阀避雷器动作情况和水冷系统的漏水情况。

6.如权利要求3所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述一组光纤中包括触发光纤和回报光纤；单个换流阀的晶闸管级数≤144。

7.如权利要求1所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述晶闸管触发监测单元用于实现晶闸管触发与监测、晶闸管正向过电压保护、晶闸管dv/dt保护、正向过电压保护动作后的自动调低保护水平、晶闸管反向恢复保护、电流断续保护、并将晶闸管级状态和保护动作情况通过光纤发送至阀基电子设备；当晶闸管触发监测单元处于高电位，其工作能量从晶闸管阻尼回路获取。

8.如权利要求1所述的直流输电换流阀控制保护系统，其特征在于，所述控制保护系统包括水冷系统和晶闸管阻尼回路，所述水冷系统和晶闸管阻尼回路分别与晶闸管连接；水冷系统和晶闸管阻尼回路的个数分别与晶闸管级一一对应。

9.一种直流输电换流阀控制保护方法，其特征在于，所述保护方法的保护对象包括换流阀保护和阀基电子设备自身故障保护；保护方法的动作结果包括报警、请求切换和请求跳闸；所述保护方法包括：

（1）当运行系统和热备用系统的阀基电子设备都正常工作时，控制保护系统收到运行系统的跳闸信号后，进行运行系统和热备用系统切换，若切换后的运行系统收到跳闸信号，则进行跳闸操作；

（2）当只有1套阀基电子设备正常工作、另一套阀基电子设备故障时，控制保护系统收到正常工作的阀基电子设备请求跳闸指令，进行闭锁换流阀跳闸操作；

（3）当故障阀基电子设备发送请求跳闸时，控制保护系统不进行跳闸操作；

（4）阀基电子设备根据晶闸管触发监测单元和漏水检测器回报的信息实时判断换流阀状态。

10.如权利要求9所述的直流输电换流阀控制保护方法，其特征在于，换流阀的保护措施包括：

A、单换流阀内损坏的晶闸管级数≤冗余级数，控制保护系统报警；

B、在单次触发过程中，若单换流阀内发生过电压保护触发的晶闸管级数≤冗余级数+2，控制保护系统报警；

C、水冷系统渗漏，控制保护系统报警；

D、水冷系统泄漏，控制保护系统报警；

E、单换流阀内损坏的晶闸管级数>冗余级数，阀基电子设备请求跳闸；

F、在单次触发过程中，若单阀内发生过电压保护触发的晶闸管级数>设定值，阀基电子设备请求跳闸；

G、阀避雷器动作，阀基电子设备上报动作次数。