次同步动态稳定器的多重化保护装置及次同步振荡抑制装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电网技术领域，具体地，涉及一种次同步动态稳定器的多重化保护装置及次同步振荡抑制装置。
【背景技术】
[0002]随着电网系统的不断扩张，超高压直流输电和大容量发电机组需求也在提高，为降低线路传输损耗，目前常用可控串补来提高网侧电压，尽管带来了的巨大经济效益，但也给发电机组的安全稳定运行带来了新的麻烦，电力系统次同步振荡是其中较为严重的问题之一Ο
[0003]从20世纪70年代初开始，IEEE次同步振荡工作组对次同步振荡问题进行了大量的研究，提出了各种抑制发电机次同步振荡的措施:滤波和阻尼、继电保护及监测保护、系统开关操作和机组切除以及发电机组和系统的改造等。次同步动态稳定器是最近发展的新型无功补偿装置，通过控制可关断器件的通断来向系统提供无功。由于STATC0M采用了IEGT自关断器件，可以采用SPWM控制技术，具有快速、灵活、方便的控制方式，对解决我国次同步振荡问题具有重大的工程实用价值。
[0004]但是，对于次同步动态稳定器的保护却研究的很少，因此研究次同步动态稳定器的多重化保护具有重要的意义。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种次同步动态稳定器的多重化保护装置，用于实现对次同步动态稳定器的多重化保护，以保护发电机组、电力系统和次同步动态稳定器之间相互不受彼此故障干扰的影响。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型提供一种次同步动态稳定器的多重化保护装置，所述次同步动态稳定器设置在发电机组与电网之间，所述多重化保护装置包括:测速单元，其连接发电机组，用于对发电机组进行测速，并获得互为备用的两路转速信号；以及保护单元，其连接所述测速单元和所述次同步动态稳定器，用于从所述测速单元获得转速信号，还用于检测所述次同步动态稳定器的电流信号、电压信号及电网电压，并在两路转速信号均异常时或在检测到电流信号、电压信号及电网电压超过或低于设定的阈值时，使所述次同步动态稳定器停止运行。
[0007]优选地，所述保护单元包括:发电机组转速保护模块，用于在所述两路转速信号均异常时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令。
[0008]优选地，所述保护单元包括:速断过流保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组任一臂上的电流瞬时值超过设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出闭锁命令；以及1段过流保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组任一臂上的电流有效值超过设定的阈值，且超过设定的时间时，向所述次同步动态稳定器发出闭锁命令。
[0009]优选地，所述保护单元包括:阀组电压过压保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组上的电压有效值超过设定的阈值，且超过设定的时间时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令；以及阀组电压欠压保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组上的电压有效值低于设定的阈值，且达到设定的时间时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令。
[0010]优选地，所述保护单元包括:电容电压过压保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组上的电容电压瞬时值超过设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令；以及电容电压欠压保护模块，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组上的电容电压瞬时值低于设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令。
[0011 ] 优选地，所述保护单元包括:电网电压过压保护模块，用于在电网电压瞬时值超过设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令；以及电网电压欠压保护模块，用于在电网电压瞬时值低于设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令。
[0012]优选地，所述保护单元还包括:同步相序保护模块，用于在检测到同步信号为负序时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令。
[0013]本实用新型的技术方案还提供了一种次同步振荡抑制装置，包括:上述的多重化保护装置；次同步动态稳定器，其设置在发电机组与电网之间，用于向发电机组和电网发出用于抑制次同步振荡的电流；以及控制单元，其连接在所述保护单元和所述次同步动态稳定器之间，用于根据发电机组的转速信号计算驱动所述次同步动态稳定器发出用于抑制次同步振荡的电流的控制脉冲。
[0014]优选地，所述保护单元集成在所述控制单元中。
[0015]通过上述技术方案，本实用新型的有益效果是:本实用新型提供了一种次同步动态稳定器的多重化保护装置及方法，保护发电机组、电力系统和次同步动态稳定器之间相互不受彼此故障干扰的影响。
[0016]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0017]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0018]图1是本实用新型的实施方式中多重化保护装置及次同步振荡抑制装置的结构示意图；
[0019]图2是本实用新型的实施方式中SVG的阀组的结构示意图；
[0020]图3是本实用新型的实施方式中保护单元的结构示意图。
[0021]附图标记说明
[0022]1、多重化保护装置；2、发电机组；3、变压器；4、电网；5、串补。
[0023]10、测速单元；20、保护单元；30、次同步动态稳定器；40、控制单元；
[0024]201、发电机组转速保护模块；202、速断过流保护模块；203、1段过流保护模块；204、阀组电压过压保护模块；205、阀组电压欠压保护模块；206、电容电压过压保护模块；207、电容电压欠压保护模块；208、电网电压过压保护模块；209、电网电压欠压保护模块；210、同步相序保护模块。
【具体实施方式】
[0025]以下结合附图对本实用新型的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0026]如图1所示，在电力系统中，发电机组2通过变压器3及输电线路向电网4输送电能，为降低输电线路的传输损耗，目前常采用增加串补5的方法来提高输电线路的输送能力。但是，这种增加串补的方法也可能引发次同步振荡问题，使发电机组以低于同步频率的振荡频率运行，严重影响电力系统的安全性，因此电厂使用了很多抑制次同步振荡的装置。
[0027]本实施方式中采用次同步动态稳定器实现次同步振荡的抑制，如图1所示，给出了一种次同步动态稳定器的多重化保护装置1 (虚线框所示)，包括:测速单元10，其连接发电机组2，用于对发电机组进行测速，并获得互为备用的两路转速信号；以及保护单元20，其连接所述测速单元10和所述次同步动态稳定器30，用于从所述测速单元10获得转速信号，还用于检测所述次同步动态稳定器30的电流信号、电压信号及电网电压，并在两路转速信号均异常时或在检测到电流信号、电压信号及电网电压超过或低于设定的阈值时，使所述次同步动态稳定器30停止运行。
[0028]上述的次同步动态稳定器可采用现有技术中通用的SVG，由水冷系统、配电系统、UPS、控制系统、阀组、电抗器等组成。其中，如图2所示，所述阀组优选为对应三相三线制电网的链式结构，每相串联有若干个IEGT相模块，优选地，每相均由六个IEGT相模块级联组成。图2中阀组采用星型连接方式通过电抗器与电网连接，通过电抗器滤除次同步动态稳定器的各种高次特征谐波。另外，每个IEGT相模块并联有电容，该电容即为下文涉及的阀组电谷，起到芳路保护功能。
[0029]本实施方式中，如图3所示，所述保护单元主要包括以下保护几个方面的保护模块中的任意一者或多者。
[0030]一、转速保护
[0031]所述保护单元包括发电机组转速保护模块201，用于在所述两路转速信号均异常时，向所述次同步动态稳定器发出跳闸命令，次同步动态稳定器接受到跳闸命令后，跳开断路器，从而保护发电机组。
[0032]其中，如图1所示，nl为主输入信号，n2为备用转速信号，将主输入的转速信号与额定转速信号比较，当二者的误差超过设定的阈值时，即认为nl转速信号异常，切换n2为主输入信号，当二者均异常时，次同步动态稳定器接收跳闸指令，产生跳闸故障，以免测速装置异常对发电机组造成损害。
[0033]二、过流保护
[0034]对于过流保护，所述保护单元包括:速断过流保护模块202，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组任一臂上的电流瞬时值超过设定的阈值时，向所述次同步动态稳定器发出闭锁命令；以及1段过流保护模块203，用于在检测到次同步动态稳定器的阀组任一臂上的电流有效值超过设定的阈值，且超过设定的时间时，向所述次同步动态稳定器发出闭锁命令。
[0035]可知，速断过流保护模块202的目的是保护阀组回路上设备免受因瞬时过流造成的损坏，满足可靠性、选择性、灵活性和速动性的要求。当阀组任一臂上的电流超过设定值时，立即发出闭锁命令，防止次同步动态稳定器瞬时电流过大对阀组IEGT相模块造成损坏。另外，除设置阈值外，通常设定当电流信号瞬时值大于4倍的额定电流时，发出闭锁命令。
[0036]而1段过流保护模块203的目的是保护阀组回路上设备免受因短时过流造成的损坏，也即是实现延时保护，满足可靠性、选择性、灵活性和延时性的要求。当阀组任一臂上的电流超过设定值，且超过设定时间时，保护系统立即发出闭锁命令，防止次同步动态稳定