本發明涉及一種直流轉換開關控制保護方法，特別是關于一種并聯結構特高壓直流工程直流轉換開關控制保護方法。

背景技術：

在特高壓直流工程中，為實現大地回線運行和金屬回線運行方式的轉換、接地極接地和站內接地方式的轉換以及故障電流的轉移，換流站內配置了金屬回線轉換開關、大地回線轉換開關、中性線開關和站內接地開關，直流轉換開關采用雙斷口串聯方式。根據直流轉換開關在主回路中的位置以及作用的不同，直流控制保護系統配置了與之相適應的控制保護功能，在順序控制和保護邏輯中雙斷口串聯結構直流轉換開關按單斷口進行控制和保護，串聯的兩個斷口由轉換開關實現同步動作。

隨著科技水平和裝備制造技術的不斷發展，特高壓直流工程實現了電壓等級、輸送容量的雙提升，在建工程電壓已由±800kV提升至±1100kV，額定電流已由5000A提升至6250A。由于額定電流的提升，雙斷口串聯結構直流轉換開關已無法滿足直流通流能力的要求，因此，額定容量10000MW特高壓直流工程使用了并聯結構的直流轉換開關，采用三斷口串聯再并一單斷口或單斷口再并一單斷口的結構，三斷口或單斷口為主斷口，并聯的斷口為輔助斷口。

由于直流轉換開關采用了并聯結構，將無法按照單斷口開關配置其控制保護功能，現有的直流轉換開關控制與保護方法不再適用，必須考慮新的與直流轉換開關結構相適應的控制保護方法。

如圖1、圖2所示，現有技術特高壓直流工程采用雙十二脈動換流器串聯接線方式，由整流站、直流線路和逆變站組成，主要設備包括換流器、換流變壓器、平波電抗器和直流轉換開關等設備。特高壓直流工程直流轉換開關主要有金屬回線轉換開關(MRTB)、大地回線轉換開關(GRTS)、中性線開關(NBS)、站內接地開關(NBGS)，其中金屬回線轉換開關和大地回線轉換開關只在整流站配置。

如圖3、圖4所示，非并聯結構的直流轉換開關通常采用雙斷口串聯方式，在順序控制和保護邏輯中雙斷口串聯結構直流轉換開關按單斷口進行控制和保護，串聯的兩個斷口由轉換開關實現同步動作。并聯結構的直流轉換開關，采用三斷口串聯再并一單斷口或單斷口再并一單斷口的結構，三斷口或單斷口為主斷口，并聯的斷口為輔助斷口。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的是提供一種并聯結構特高壓直流工程直流轉換開關控制保護方法，其避免了控制系統分閘與保護重合可能同時出現的矛盾，保障了開關動作的獨立性及運行安全。

為實現上述目的，本發明采取以下技術方案：一種并聯結構特高壓直流工程直流轉換開關控制保護方法，其特征在于包括以下步驟：1)根據直流轉換開關兩個斷口信息判斷回路狀態；2)當執行直流轉換開關分閘操作時，控制保護系統首先發出輔助斷口的分閘命令，在收到輔助斷口的分位狀態并經預先設定的延時后，發出主斷口的分閘命令；若未收到輔助斷口分位狀態或分位狀態持續時間不滿足預先設定延時，則順序控制自動停止；3)當執行直流轉換開關合閘操作時，控制保護系統首先發出主斷口合閘命令，在收到主斷口的合位狀態并經預先設定的延時后，發出輔助斷口的合閘命令；若未收到主斷口合位狀態或合位狀態持續時間不滿足預先設定延時，則順序控制自動停止；4)直流運行電流超過任一斷口的電流耐受能力時，直流轉換開關過流保護發出報警信息并發出自動降功率命令；5)三重化的直流保護中主斷口回路電流互感器均故障時，退出該電流互感器相關保護功能，并禁止進行直流轉換開關的轉換操作；6)僅有主斷口合位時，控制保護系統進行直流轉換開關回路電流和主斷口回路電流的比較，電流差值大于定值時發出報警信息。

所述步驟1)中：現有控制系統判斷接線方式時，當主斷口和與主斷口并的輔助斷口任一個處于合位時，則判斷回路為連接狀態；當兩個斷口均為分位時，判斷回路為斷開狀態。

所述步驟2)中，如果輔助斷口分閘失敗，則直流保護依據經濾波處理后的直流轉換開關回路電流與經濾波處理后的主斷口電流的差值觸發直流轉換開關保護，保護動作發出重合輔助斷口命令。

所述步驟2)中，如果主斷口分閘失敗，則直流保護依據濾波處理后的主斷口電流觸發直流轉換開關快速段保護或依據經濾波處理后的直流轉換開關回路電流觸發直流轉換開關慢速段保護，保護動作發出主斷口重合命令，并經設定的延時后發出輔助斷口重合命令。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明在直流轉換開關分閘和合閘操作時，控制系統對主斷口和輔助斷口分別發送分閘和合閘命令，控制順序明確，分閘和合閘過程中通過合理的邏輯設置，避免了控制系統分閘與保護重合可能同時出現的矛盾，保障了開關動作的獨立性。2、本發明將主斷口和輔助斷口過流、主斷口電流互感器故障、避雷器和并聯振蕩回路內部故障監視等功能在直流轉換開關控制保護中統一實現，控制保護系統可對直流轉換開關的信息進行實時判斷，因此可以全面保障直流轉換開關的運行安全。本發明可以廣泛用于特高壓直流工程直流轉換開關的控制與保護中。

附圖說明

圖1是現有技術中特高壓直流工程主接線示意圖；

圖2是現有技術中直流轉換開關在特高壓直流工程中的位置示意圖；

圖3是現有技術中非并聯結構直流轉換開關示意圖；

圖4是現有技術中具有并聯結構的直流轉換開關示意圖；

圖5是本發明直流轉換開關分閘過程時序示意圖；

圖6是本發明直流轉換開關合閘過程時序示意圖。

具體實施方式

本發明的并聯結構的特高壓直流工程直流轉換開關控制保護方法按“主斷口和并聯輔助斷口”兩部分進行控制保護功能設計，下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

如圖5、圖6所示，本發明提供一種并聯結構特高壓直流工程直流轉換開關控制保護方法，其包括以下步驟：

1)根據直流轉換開關兩個斷口信息判斷回路狀態；

現有控制系統判斷接線方式時，當主斷口和與主斷口并的輔助斷口任一個處于合位時，則判斷回路為連接狀態；當兩個斷口均為分位時，判斷回路為斷開狀態；

2)當執行直流轉換開關分閘操作時，控制保護系統首先發出輔助斷口的分閘命令，在收到輔助斷口的分位狀態并經預先設定的延時后，發出主斷口的分閘命令；若未收到輔助斷口分位狀態或分位狀態持續時間不滿足預先設定延時，則順序控制自動停止；

2.1)如果輔助斷口分閘失敗，則直流保護依據經濾波處理后的直流轉換開關回路電流與經濾波處理后的主斷口電流的差值觸發直流轉換開關保護，保護動作發出重合輔助斷口命令；

2.2)如果主斷口分閘失敗，則直流保護依據濾波處理后的主斷口電流觸發直流轉換開關快速段保護或依據經濾波處理后的直流轉換開關回路電流觸發直流轉換開關慢速段保護，保護動作發出主斷口重合命令，并經設定的延時后發出輔助斷口重合命令；

3)當執行直流轉換開關合閘操作時，控制保護系統首先發出主斷口合閘命令，在收到主斷口的合位狀態并經預先設定的延時后，發出輔助斷口的合閘命令；若未收到主斷口合位狀態或合位狀態持續時間不滿足預先設定延時，則順序控制自動停止；

4)直流運行電流超過任一斷口的電流耐受能力時，直流轉換開關過流保護發出報警信息并發出自動降功率命令；

5)三重化的直流保護中主斷口回路電流互感器均故障時，退出該電流互感器相關保護功能，并禁止進行直流轉換開關的轉換操作；

6)為監測避雷器回路和并聯振蕩回路內部的短路故障，僅有主斷口合位時，控制保護系統進行直流轉換開關回路電流和主斷口回路電流的比較，電流差值大于定值時發出報警信息。

上述各實施例僅用于說明本發明，各部件的結構、尺寸、設置位置及形狀都是可以有所變化的，在本發明技術方案的基礎上，凡根據本發明原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本發明的保護范圍之外。