一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法
【专利摘要】一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统配合进行控制保护；直流站控系统将站内接地开关连锁条件设置为强行满足；直流站控系统将接地极连接状态的判断条件设置为在整流站取消与站内接地开关分状态的关联关系，在逆变站将用于判断整流站站内接地开关分的状态条件强制满足；直流极控系统设置有双极同步解/闭锁单元、双极电流跟随单元和双极联跳单元。本发明解决了直流工程使用站内接地网作为接地极时保持双极平衡运行的难题，科学有效，能够满足工程应用的需求。
【专利说明】一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统【技术领域】，特别涉及一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法。
【背景技术】
[0002]接地极是常规直流工程的重要组成部分，不仅起到钳制直流中性点电位的作用，还为直流单极大地回线方式、双极两端接地方式提供以大地作为电流返回的通路，因此若没有接地极，直流虽然可以通过站内接地网钳制直流中性点电位，却不能用大地作为电流返回通路，因此若直流双极运行时发生单极闭锁，则直流电流将没有转移回路而导致双极闭锁。直流将通常不能双极运行，而只能以单极金属回线方式运行，这将导致直流输送能力降低一半，大大影响直流工程的可用率。
[0003]实际工程中，因为各种原因会存在无法及时或者无法建成接地极的情况，必须在整流侧使用站内接地网临时作为接地极以保持直流双极平衡运行以提高普侨直流的送电能力。然而，在现有的技术条件下，整流侧使用接地网作为接地点时，由于接地网设计原则不同于接地极，无法用于单极大地运行方式。此外，为尽可能地减小入地电流及持续时间，必须使得两极的解闭锁、紧急停运在尽可能短的时间内完成；同时考虑到入地电流对接地网的电腐蚀，必须采用阴极保护法对接地网进行保护，而现有技术目前都无法满足上述要求。
[0004]因此，针对现有技术不足，提供一种适用于直流工程无接地极方式运行的控制处理方法以克服现有技术不足甚为必要。
【发明内容】
[0005]为克服现有技术的不足，本发明提供一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，能够解决直流工程使用站内接地网临时作为接地极时保持双极平衡运行的难题。
[0006]本发明的上述目的通过如下技术技术方案实现:
提供一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统整体进行控制保护；
所述直流站控系统将站内接地开关连锁条件设置为强行满足，使命令单元能够对所述站内接地开关进行分、合命令控制；
所述直流站控系统的接地极连接状态判断条件设置为:在整流站直接通过整流站单独判断，取消与站内接地开关分状态的关联关系，在逆变站将用于判断整流站站内接地开关分状态的条件强制满足；
所述直流极控系统设置有双极同步解/闭锁单元、双极电流跟随单元和双极联跳单元，双极同步解/闭锁单元采用同步解/闭锁处理方式进行解/闭锁命令执行处理，双极电流跟随单元采用双极电流跟随处理方式进行入地电流控制，双极联跳单元采用双极联跳处理进行双极闭锁处理；
所述直流保护系统进行接地保护。
[0007]优选的，上述双极同步解/闭锁单元设置有第一选择器和第二选择器，命令单元的输出端分别与极一极控系统的输入端、极二极控系统的输入端连接；
所述极一极控系统的输出端与所述第一选择器的输入端连接，所述第一选择器设置有第一输出端和第二输出端，第一选择器的第一输出端与极一阀组控制器的第一输入端连接，第一选择器的第二输出端与站控系统的第一输入端连接，站控系统的第一输出端与所述极一极控系统的反馈输入端连接，所述极一极控系统的反馈输出端与所述极一阀组控制器的反馈输入端连接，所述极一阀组控制器包括极一高阀控制器和极一低阀控制器，所述极一高阀控制器与极一的高端阀组双向连接，所述极一低阀控制器与极一的低端阀组双向连接；
所述极二极控系统的输出端与所述第二选择器的输入端连接，所述第二选择器设置有第一输出端和第二输出端，第二选择器的第一输出端与极二阀组控制器的输入端连接，第二选择器的第二输出端与站控系统的第二输入端连接，站控系统的第二输出端与所述极二极控系统的反馈输入端连接，所述极二极控系统的反馈输出端与所述极二阀组控制器的反馈输入端连接，所述极二阀组控制器包括极二高阀控制器和极二低阀控制器，所述极二高阀控制器与极二的高端阀组双向连接，所述极二低阀控制器与极二的低端阀组双向连接；所述第一选择器和所述第二选择器相同，均以直流场的接线方式控制字为判断条件；当直流场处于单极金属回线配置模式时接线方式控制字为0，第一选择器的第一输出端导通，第二选择器的第一输出端导通；当直流场处于双极大地回线配置模式时接线方式控制字为1，第一选择器的第二输出端导通，第二选择器的第二输出端导通；
所述双极同步解/闭锁单元进行双极同步解/闭锁处理具体是:
命令单元下发解/闭锁命令至对应的极一极控系统、极二极控系统，第一选择器、第二选择器根据接线方式控制字选择信号输出通道；
当接线方式控制字为O时，第一选择器导通第一选择器的第一输出端将命令单元下发的解/闭锁命令输入至极一阀组控制器，第二选择器导通第二选择器的第一输出端将命令单元下发的解/闭锁命令输入至极二阀组控制器，即由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作；
当接线方式控制字为I时，第一选择器导通第一选择器的第二输出端、第二选择器导通第二选择器的第二输出端分别将命令单元下发至双极的解/闭锁命令输入至站控系统，站控系统对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，站控系统的反馈输出端将站控信号同步分别对应反馈发回极一极控系统、极二极控系统，再由极一极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极一阀组控制器，由极二极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极二阀组控制器，由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作。
[0008]上述站控系统对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，具体通过如下方式进行:
当从极一极控系统接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号、从极二极控系统接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统所接收的解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统所接收的解锁一个阀组信号或解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑与操作作为站控信号同时分别反馈发回极一极控系统和极二极控系统；
当从极一极控系统接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号、从极二极控系统接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑或操作作为站控信号同时对应反馈发回极一极控系统和极二极控系统。
[0009]上述命令单位设置为人机界面，人机界面下发的解/闭锁命令通过LAN网分别传输至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统与站控系统之间通过控制总线进行信号交互传输，极二极控系统与站控系统之间通过控制总线进行信号交互传输。
[0010]上述双极电流跟随处理单元设置有双极解锁状态R-S锁存器，
对极一设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极一点火脉冲逻辑或信号，对极二设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极二点火脉冲逻辑或信号，再将极一点火脉冲逻辑或信号和极二点火脉冲逻辑或信号进行逻辑与操作，作为R-S锁存器的“S”信号，当双极解锁状态信号为O时，表示单极金属回线解锁，当双极解锁状态信号为I时，表示双极大地回线解锁；
所述双极电流跟随处理具体通过如下方式实现:
读取R-S锁存器输出的双极解锁状态信号，
当双极解锁状态信号为O时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；
当双极解锁状态信号为I时，根据如下具体情况处理:
1)计算差值绝对值，具体是从对极接收电流参考值，与本极的电流指令计算值做差，并将差值取绝对值；
2)将差值绝对值与电流参考值调节死区进行比较，
当绝对值不大于调节死区时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；
当绝对值大于调节死区时，从对极接收电流参考值，与本极的电流参考值进行比较并取小，以小的电流参考值作为较小值；当本极是极一时，以上述较小值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；当本极是极二，且发生电流参考值跟随时，以上述较小值减去15A后的结果作为最终的电流参考值传送至阀组控制器。
[0011]优选，电流参考值调节死区设置为50A。
[0012]上述双极联跳单元进行双极联跳处理具体是:
极一极控系统、极二极控系统分别将本极极控、极保护、组控、组保护以及外部跳闸信号进行逻辑或操作，在双极解锁状态下分别得到本极的紧急停运信号；
极一极控系统、极二极控系统通过控制总线分别将本极的紧急停运信号发送至站控系统；
站控系统对所接收到极一的紧急停运信号、极二的紧急停运信号进行逻辑或操作得到或操作紧急停运信号，整流侧将或操作紧急停运信号通过控制总线发送至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统、极二控极系统分别将紧急停运信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行紧急停运动作，逆变侧以闭锁信号通过控制总线发送至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统、极二控极系统分别将闭锁信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行闭锁动作。
[0013]上述直流保护系统的接地保护具体是:
整流侧站内接地网过流保护76SG I段设置为双极平衡运行请求，其定值为0.0lp.u.； 整流侧设置有站内接地网过流保护76SG 4段，定值为0.3p.u.，延时350ms ；
整流侧站内接地系统保护87GSP I段延时为2s ；
整流侧设置有站内接地系统保护87GSP 2段，定值0.3p.u.，延时500ms ；
逆变侧的接地极线路过负荷保护76EL 2段定值为0.15p.u.，延时750ms。
[0014]上述直流保护系统的接地保护还包括，闭锁整流侧的接地极电流不平衡保护单元和接地极过流保护单元。
[0015]上述直流保护系统的接地保护还包括，在整流侧无接地极运行的条件下，将接地极电流IDEEl和IDEE2两个测量通道故障信号屏蔽。
[0016]本发明的一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统配合进行控制保护；所述直流站控系统将站内接地开关连锁条件设置为强行满足，使命令单元能够对所述站内接地开关进行分、合命令控制；所述直流站控系统中接地极连接状态的通过整流站工况单独判断；所述直流极控系统设置有双极同步解/闭锁单元、双极电流跟随单元和双极联跳单元，双极同步解/闭锁单元采用同步解/闭锁处理方式进行解/闭锁命令执行处理，双极电流跟随单元采用双极电流跟随处理方式进行入地电流控制，双极联跳单元采用双极联跳处理进行双极闭锁处理；所述直流保护系统进行接地保护。本发明通过优化直流站控系统的站内接地开关连锁条件，优化直流站控系统的“接地极连接状态”，优化直流极控系统的双极同步解锁处理，增加直流极控系统的双极电流跟随处理，增加直流极控系统的双极联跳处理和优化直流保护系统的接地系统保护，克服了现有技术的不足，解决了直流工程使用站内接地网作为接地极时保持双极平衡运行的难题。使得两极的解闭锁、紧急停运在较短的时间内完成，能够减小入地电流及其持续时间，本发明科学有效，能够满足工程应用的需求。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是现有技术中以大地作为接地极的直流工程示意图；
图2是本发明直流工程无接地极方式运行系统的部分结构示意图；
图3是本发明直流工程无接地极方式运行的双极同步解/闭锁单元的结构示意图；
图4是现有技术中的特高压直流工程有接地极运行的解锁逻辑图；
图5直流工程无接地极方式运行的双极电流跟随处理的逻辑图； 图6直流工程无接地极方式运行的双极联跳单元的结构示意图。
[0018]在图1、图6中，包括:
命令单元100、极一极控系统200、极二极控系统300、
第一选择器400、第二选择器500、站控系统600、
极一阀组控制器700、极二阀组控制器800。
【具体实施方式】
[0019]结合以下实施例对本发明作进一步描述。
[0020]实施例1。
[0021]一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，是针对如图2所示的无接地极方式直流工程。相比图1，图2所示的直流系统由于没有大地作为接地极，而是采用站内接地网作为接地极，若要有效运行，需要在运行时保持双极平衡。
[0022]本实例的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统整体配合进行控制保护。
[0023]直流站控系统将站内接地开关连锁条件设置为强行满足，使命令单元能够对所述站内接地开关进行分、合命令控制。命令单元可为人机交互界面，通过人机交互界面进行命令设置。对应的，人机交互界面的开关状态SER事件等级由“状态”改为“告警”，开关偷跳的时候就能够使运行人员及时发现。
[0024]直流站控系统的接地极连接状态判断条件设置为:在整流站直接通过整流站单独判断，取消与站内接地开关分状态的关联关系，在逆变站将用于判断整流站站内接地开关分状态的条件强制满足。直流站控系统的接地极连接状态的判断条件，整流站取消与站内接地开关分状态的关联关系，即接地极连接状态的满足条件不必判断站内接地开关是否处于分位，以便在站内接地开关处于合位的时候仍能满足接地极处于连接状态，逆变侧送到工作站显示的“双极配置状态”用到判断对站接地极的连接状态，只要把判断逻辑中的站内接地开关的分状态的条件强制满足。
[0025]直流极控系统设置有双极同步解/闭锁单元、双极电流跟随单元和双极联跳单元，双极同步解/闭锁单元采用同步解/闭锁处理方式进行解/闭锁命令执行处理，双极电流跟随单元采用双极电流跟随处理方式进行入地电流控制，双极联跳单元采用双极联跳处理进行双极闭锁处理。
[0026]直流保护系统则进行接地保护。
[0027]具体的，双极同步解/闭锁单元，如图3所示，设置有第一选择器400和第二选择器500，命令单元100的输出端分别与极一极控系统200的输入端、极二极控系统300的输入端连接。
[0028]极一极控系统200的输出端与第一选择器400的输入端连接,第一选择器400设置有第一输出端和第二输出端，第一选择器400的第一输出端与极一阀组控制器700的输入端连接，第一选择器400的第二输出端与站控系统600的第一输入端连接,站控系统600的第一输出端与极一极控系统的反馈输入端连接，极一极控系统的反馈输出端与极一阀组控制器的反馈输入端连接，极一阀组控制器包括极一高阀控制器和极一低阀控制器，极一高阀控制器与极一的高端阀组双向连接，极一低阀控制器与极一的低端阀组双向连接。
[0029]极二极控系统300的输出端与第二选择器500的输入端连接，第二选择器500设置有第一输出端和第二输出端，第二选择器500的第一输出端与极二阀组控制器800的输入端连接，第二选择器500的第二输出端与站控系统600的第二输入端连接，站控系统600的第二输出端与极二极控系统的反馈输入端连接，极二极控系统的反馈输出端与极二阀组控制器的反馈输入端连接，极二阀组控制器包括极二高阀控制器和极二低阀控制器，极二高阀控制器与极二的高端阀组双向连接，极二低阀控制器与极二的低端阀组双向连接。
[0030]第一选择器400和第二选择器500相同，均以直流场的接线方式控制字为判断条件。当直流场处于单极金属回线配置模式时接线方式控制字为0，第一选择器400导通第一输出端，第二选择器500导通第一输出端；当直流场处于双极大地回线配置模式时接线方式控制字为I，第一选择器400导通第二输出端,第二选择器500导通第二输出端。
[0031]需要说明的是，作为本领域公知常识，极一是指特高压直流工程中对应正极性的极，极二是指特高压直流工程中对应负极性的极。高端阀组是对应电压高的阀组，低端阀组是对应电压低的阀组。
[0032]该双极同步解/闭锁单元进行双极同步解/闭锁处理具体是:
命令单元100下发解/闭锁命令至对应的极一极控系统200、极二极控系统300，第一选择器400、第二选择器500根据接线方式控制字选择信号输出通道；
当接线方式控制字为O时，第一选择器400导通第一输出端将命令单元100下发的解/闭锁命令输入至极一阀组控制器700，第二选择器500导通第一输出端将命令单元100下发的解/闭锁命令输入至极二阀组控制器800，由极一阀组控制器700、极二阀组控制器800分别对应执行解/闭锁启动作，即由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作；
当接线方式控制字为I时，第一选择器导通第一选择器的第二输出端、第二选择器导通第二选择器的第二输出端分别将命令单元100下发至双极的解/闭锁命令输入至站控系统600，站控系统600对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，站控系统600的反馈输出端将站控信号同步分别对应反馈发回极一极控系统、极二极控系统，再由极一极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极一阀组控制器，由极二极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极二阀组控制器，由极一阀组控制器700、极二阀组控制器800分别对应执行解/闭锁动作，即由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作。
[0033]具体的，站控系统600对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，具体通过如下方式进行:
当从极一极控系统200接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号、从极二极控系统300接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统200所接收的解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统300所接收的解锁一个阀组信号或解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑与操作作为站控信号分别反馈发回极一极控系统200和极二极控系统300 ； 当从极一极控系统200接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号、从极二极控系统300接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统200所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统300所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑或操作作为站控信号分别反馈发回极一极控系统200和极二极控系统300。
[0034]其中，命令单位设置为人机界面，人机界面下发的解/闭锁命令通过LAN网分别传输至极一极控系统200和极二极控系统300，极一极控系统200与站控系统600之间通过控制总线进行信号交互传输，极二极控系统300与站控系统600之间通过控制总线进行信号交互传输。
[0035]双极电流跟随处理单元设置有双极解锁状态R-S锁存器。对极一设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极一点火脉冲逻辑或信号，对极二设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极二点火脉冲逻辑或信号，再将极一点火脉冲逻辑或信号和极二点火脉冲逻辑或信号进行逻辑与操作，作为R-S锁存器的“S”信号，当双极解锁状态信号为O时，表示单极金属回线解锁，当双极解锁状态信号为I时，表示双极大地回线解锁。
[0036]双极电流跟随处理具体通过如下方式实现:
如图4所示，读取R-S锁存器输出的双极解锁状态信号，
当双极解锁状态信号为O时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；
当双极解锁状态信号为I时，根据如下具体情况处理:
1)计算差值绝对值，具体是从对极接收电流参考值，与本极的电流指令计算值做差，并将差值取绝对值；
2)将差值绝对值与电流参考值调节死区进行比较，电流参考值调节死区设置为50A； 当绝对值不大于调节死区时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；
当绝对值大于调节死区时，从对极接收电流参考值，与本极的电流参考值进行比较并取小，以小的电流参考值作为较小值；当本极是极一时，以上述较小值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；当本极是极二，且发生电流参考值跟随时，以上述较小值减去15A后的结果作为最终的电流参考值传送至阀组控制器。
[0037]具体的，如图5所示，双极联跳单元进行双极联跳处理具体是:
极一极控系统200、极二极控系统300分别将本极极控、极保护、组控、组保护以及外部跳闸信号进行逻辑或操作，在双极解锁状态下分别得到本极的紧急停运信号，即极一的紧急停运信号和极二的紧急停运信号；
极一极控系统200、极二极控系统300通过控制总线分别将本极的紧急停运信号发送至站控系统600 ；
站控系统600对所接收到极一的紧急停运信号、极二的紧急停运信号进行逻辑或操作得到或操作紧急停运信号，整流侧将或操作紧急停运信号通过控制总线发送至极一极控系统200和极二极控系统300，极一极控系统、极二控极系统分别将紧急停运信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行紧急停运动作；逆变侧以闭锁信号通过控制总线发送至极一极控系统200和极二极控系统300,极一极控系统、极二控极系统分别将闭锁信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行闭锁动作。
[0038]直流保护系统则进行接地保护，具体是:
整流侧站内接地网过流保护76SG I段设置为双极平衡运行请求，其定值为0.0lp.u.，定值整定原则为取接地网长期流入较大不平衡电流；
整流侧增加站内接地网过流保护76SG 4段，定值0.3p.u.，延时350ms，定值整定原则为躲解锁瞬间不平衡直流电流峰值，延时整定原则为躲双极联跳功能动作时间以及启停等顺控操作可能产生的不平衡时间；
整流侧优化站内接地系统保护87GSP I段延时为2s，延时整定原则为站内接地网流入Ipu的电流不能超过Is,取Is的级差；
整流侧增加站内接地系统保护87GSP 2段，定值0.3p.u.，延时500ms，定值整定原则为躲解锁瞬间不平衡直流电流峰值，延时整定原则为76SG IV段配合，取0.15s的时间级差；逆变侧修改接地极线路过负荷保护76EL 2段定值为0.15p.u.，延时750ms，定值整定原则为躲解锁瞬间不平衡直流电流峰值，延时整定原则为与整流侧87GSP 2段配合，取0.25s的时间级差。
[0039]直流保护系统的接地保护还包括，闭锁整流侧不需要的保护单元，防止其误动作造成系统不必要的停运，如接地极电流不平衡保护单元和接地极过流保护单元。
[0040]此外，在整流侧无接地极运行的条件下，将接地极电流IDEEl和IDEE2两个测量通道故障信号屏蔽，防止因测量通道故障导致的闭锁。
[0041]本发明的一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统配合进行控制保护。本发明通过优化直流站控系统的站内接地开关连锁条件，优化直流站控系统的“接地极连接状态”，优化直流极控系统的双极同步解锁处理，增加直流极控系统的双极电流跟随处理，增加直流极控系统的双极联跳处理和优化直流保护系统的接地系统保护，克服了现有技术的不足，解决了直流工程使用站内接地网作为接地极时保持双极平衡运行的难题。使得两极的解闭锁、紧急停运在较短的时间内完成，能够减小入地电流及其持续时间，本发明科学有效，能够满足工程应用的需求。
[0042]为了有效实现本发明的效果，直流工程的站控系统600的电流平衡控制子单元的接地电流参考值由Op.u.修改为-0.0048p.u./-15A。站控系统600的电流平衡控制子单元的调节范围由额定电流的2%修改为额定电流的0.8%，以配合双极电流跟随功能。站控系统600的电流平衡控制子单元的输入量由IdEEl+IdEE2+IdSG (接地极电流和站内接地开关电流之和)修改为站内接地开关电流IdSG，屏蔽接地极电流IdEEl+IdEE2测量量。
[0043]在双极大地运行方式下，通过优化双极同步解/闭锁功能，使得运行人员在人机界面下发双极解/闭锁命令后，缩短阀组控制执行命令的时间差，确保在解/闭锁非完全同步期间入地电流较大值的持续时间缩短到要求的范围内。通过增加双极电流跟随功能和增加限制过负荷功能，确保直流在运行时某个极的电流发生变化时，另一个极的电流能够快速跟踪到相同的电流参考值，减小入地电流及其持续时间。在直流某个阀组或极发生故障闭锁或紧急停运时，站内接地网会流过较大的入地电流，此时通过增加双极联跳功能，迅速紧急停运剩余的阀组，控制入地电流的大小和持续时间，直流保护系统进行控制保护。通过上述系统的共同作用，实现了双极平衡运行，使得流过站内接地网的入地电流大小和持续时间能够满足工程安全运行的需要。
[0044]本发明针对实际直流工程运行需要，提供一种特高压直流工程无接地极方式运行的控制处理方法，克服了现有技术的不足，解决了直流工程使用站内接地网作为接地极时保持双极平衡运行的难题。使得两极的解闭锁、紧急停运在较短的时间内同步完成，能够减小入地电流及其持续时间，本发明科学有效，能够满足工程应用的需求。
[0045]本发明实际应用于糯扎渡电站送电广东±800kV特高压直流输电工程，实践发现，本发明解决了直流工程使用站内接地网作为接地极时保持双极平衡运行的难题。使得两极的解闭锁、紧急停运在较短的时间内完成，能够减小入地电流及其持续时间，本发明科学有效，能够满足工程应用的需求。
[0046]最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【权利要求】
1.一种直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于:通过直流站控系统、直流极控系统和直流保护系统整体进行控制保护； 所述直流站控系统将站内接地开关连锁条件设置为强行满足，使命令单元能够对所述站内接地开关进行分、合命令控制； 所述直流站控系统的接地极连接状态判断条件设置为:在整流站直接通过整流站单独判断，取消与站内接地开关分状态的关联关系，在逆变站将用于判断整流站站内接地开关分状态的条件强制满足； 所述直流极控系统设置有双极同步解/闭锁单元、双极电流跟随单元和双极联跳单元，双极同步解/闭锁单元采用同步解/闭锁处理方式进行解/闭锁命令执行处理，双极电流跟随单元采用双极电流跟随处理方式进行入地电流控制，双极联跳单元采用双极联跳处理进行双极闭锁处理； 所述直流保护系统进行接地保护。
2.根据权利要求1所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述双极同步解/闭锁单元设置有第一选择器和第二选择器，命令单元的输出端分别与极一极控系统的输入端、极二极控系统的输入端连接； 所述极一极控系统的输出端与所述第一选择器的输入端连接，所述第一选择器设置有第一输出端和第二输出端，第一选择器的第一输出端与极一阀组控制器的第一输入端连接，第一选择器的第二输出端与站控系统的第一输入端连接，站控系统的第一输出端与所述极一极控系统的反馈输入端连接，所述极一极控系统的反馈输出端与所述极一阀组控制器的反馈输入端连接，所述极一阀组控制器包括极一高阀控制器和极一低阀控制器，所述极一高阀控制器与极一的高端阀组双向连接，所述极一低阀控制器与极一的低端阀组双向连接； 所述极二极控系统的输出端与所述第二选择器的输入端连接，所述第二选择器设置有第一输出端和第二输出端，第二选择器的第一输出端与极二阀组控制器的输入端连接，第二选择器的第二输出端与站控系统的第二输入端连接，站控系统的第二输出端与所述极二极控系统的反馈输入端连接，所述极二极控系统的反馈输出端与所述极二阀组控制器的反馈输入端连接，所述极二阀组控制器包括极二高阀控制器和极二低阀控制器，所述极二高阀控制器与极二的高端阀组双向连接，所述极二低阀控制器与极二的低端阀组双向连接；所述第一选择器和所述第二选择器相同，均以直流场的接线方式控制字为判断条件；当直流场处于单极金属回线配置模式时接线方式控制字为O，第一选择器的第一输出端导通，第二选择器的第一输出端导通；当直流场处于双极大地回线配置模式时接线方式控制字为1，第一选择器的第二输出端导通，第二选择器的第二输出端导通； 所述双极同步解/闭锁单元进行双极同步解/闭锁处理具体是: 命令单元下发解/闭锁命令至对应的极一极控系统、极二极控系统，第一选择器、第二选择器根据接线方式控制字选择信号输出通道； 当接线方式控制字为O时，第一选择器导通第一选择器的第一输出端将命令单元下发的解/闭锁命令输入至极一阀组控制器，第二选择器导通第二选择器的第一输出端将命令单元下发的解/闭锁命令输入至极二阀组控制器，由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作； 当接线方式控制字为1时，第一选择器导通第一选择器的第二输出端、第二选择器导通第二选择器的第二输出端分别将命令单元下发至双极的解/闭锁命令输入至站控系统，站控系统对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，站控系统的反馈输出端将站控信号同步分别对应反馈发回极一极控系统、极二极控系统，再由极一极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极一阀组控制器，由极二极控系统将反馈信号通过反馈输入端发给极二阀组控制器，由极一高阀控制器控制极一的高端阀组、由极一低端阀组控制器控制极一的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作，由极二高阀控制器控制极二的高端阀组、由极二低端阀组控制器控制极二的低端阀组分别对应执行解/闭锁动作。
3.根据权利要求2所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述站控系统对所收到双极的解/闭锁命令进行站控操作得到站控信号，具体通过如下方式进行: 当从极一极控系统接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号、从极二极控系统接收解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统所接收的解锁一个阀组信号和解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统所接收的解锁一个阀组信号或解锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑与操作作为站控信号同时分别反馈发回极一极控系统和极二极控系统； 当从极一极控系统接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号、从极二极控系统接收闭锁一个阀组信号或闭锁两个阀组信号时，进行如下操作:将从极一极控系统所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极一或处理信号；将从极二极控系统所接收的闭锁一个阀组信号和闭锁两个阀组信号进行逻辑或操作得到极二或处理信号；将所述极一或处理信号与所述极二或处理信号进行逻辑或操作作为站控信号同时对应反馈发回极一极控系统和极二极控系统。
4.根据权利要求3所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于:所述命令单位设置为人机界面，人机界面下发的解/闭锁命令通过LAN网分别传输至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统与站控系统之间通过控制总线进行信号交互传输，极二极控系统与站控系统之间通过控制总线进行信号交互传输。
5.根据权利要求4所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述双极电流跟随处理单元设置有双极解锁状态R-S锁存器， 对极一设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极一点火脉冲逻辑或信号，对极二设置的高端阀组和低端阀组的点火脉冲使能信号进行逻辑或操作得到极二点火脉冲逻辑或信号，再将极一点火脉冲逻辑或信号和极二点火脉冲逻辑或信号进行逻辑与操作，作为R-S锁存器的“S”信号，当双极解锁状态信号为0时，表示单极金属回线解锁，当双极解锁状态信号为1时，表示双极大地回线解锁； 所述双极电流跟随处理具体通过如下方式实现: 读取R-S锁存器输出的双极解锁状态信号， 当双极解锁状态信号为0时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器； 当双极解锁状态信号为1时，根据如下具体情况处理: 1)计算差值绝对值，具体是从对极接收电流参考值，与本极的电流指令计算值做差，并将差值取绝对值； 2)将差值绝对值与电流参考值调节死区进行比较， 当绝对值不大于调节死区时，以本极的电流指令计算值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器； 当绝对值大于调节死区时，从对极接收电流参考值，与本极的电流参考值进行比较并取小，以小的电流参考值作为较小值；当本极是极一时，以上述较小值作为最终的电流参考值传送至阀组控制器；当本极是极二，且发生电流参考值跟随时，以上述较小值减去15A后的结果作为最终的电流参考值传送至阀组控制器。
6.根据权利要求5所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于:电流参考值调节死区设置为50A。
7.根据权利要求6所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述双极联跳单元进行双极联跳处理具体是: 极一极控系统、极二极控系统分别将本极极控、极保护、组控、组保护以及外部跳闸信号进行逻辑或操作，在双极解锁状态下分别得到本极的紧急停运信号； 极一极控系统、极二极控系统通过控制总线分别将本极的紧急停运信号发送至站控系统； 站控系统对所接收到极一的紧急停运信号、极二的紧急停运信号进行逻辑或操作得到或操作紧急停运信号，整流侧将或操作紧急停运信号通过控制总线发送至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统、极二控极系统分别将紧急停运信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行紧急停运动作，逆变侧以闭锁信号通过控制总线发送至极一极控系统和极二极控系统，极一极控系统、极二控极系统分别将闭锁信号发送至极一阀组控制器、极二阀组控制器执行闭锁动作。
8.根据权利要求7所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述直流保护系统的接地保护具体是: 整流侧站内接地网过流保护76SG 1段设置为双极平衡运行请求，其定值为0.0lp.u.； 整流侧设置有站内接地网过流保护76SG 4段，定值为0.3p.u.，延时350ms ； 整流侧站内接地系统保护87GSP 1段延时为2s ； 整流侧设置有站内接地系统保护87GSP 2段，定值0.3p.u.，延时500ms ； 逆变侧的接地极线路过负荷保护76EL 2段定值为0.15p.u.，延时750ms。
9.根据权利要求8所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述直流保护系统的接地保护还包括，闭锁整流侧的接地极电流不平衡保护单元和接地极过流保护单元。
10.根据权利要求9所述的直流工程无接地极方式运行的控制保护处理方法，其特征在于: 所述直流保护系统的接地保护还包括，在整流侧无接地极运行的条件下，将接地极电流IDEEl和IDEE2两个测量通道故障信号屏蔽。
【文档编号】H02J1/00GK104242292SQ201410526913
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年10月9日 优先权日:2014年10月9日
【发明者】朱益华, 郭琦, 李书勇, 关红兵, 戴国安, 朱韬析 申请人:南方电网科学研究院有限责任公司