CN101194403B - 避免在高压直流传输设备保护系统内因测量错误导致不期望地触发保护的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于避免在高压直流传输设备的保护系统内由测量错误导致不期望地触发保护的方法，在该方法中通过第一测量设备在获得第一测量值组(A)的情况下和通过其它测量设备在获得其它测量值组(B)的情况下获取高压直流传输设备的部件的状态参数，该其它测量设备是针对第一测量设备冗余设计的，将第一测量值组(A)和其它测量值组(B)输入调节单元(2a，2b)和保护单元(3a，3b)，保护单元(3a)借助内部逻辑检查第一测量值组(A)看是否存在保护触发危险，调节单元(2b)根据其它测量值组(B)之一调节高压直流传输设备，如果存在保护触发危险，则保护单元(3a)继续检查其它测量值组(B)之一看是否存在切换条件，如果存在切换条件则切换到该其它测量值组(B)，并继续检查该其它测量值组(B)看是否存在保护触发危险。

Description

避免在高压直流传输设备保护系统内因测量错误导致不期望地触发保护的方法

技术领域

本发明涉及一种用于避免在高压直流传输

设备的保护系统内由测量错误而导致不期望地触发保护的方法。

背景技术

这样的方法已由一般的现有技术公开。在已经公开的方法中，基于所谓的三选二来避免触发错误。

这意味着，三个保护系统中的至少两个保护系统必须启动以触发设备的断电。由于同时发生测量值错误的概率很小，因此大多只涉及一个保护系统。因此一个保护系统的一次错误触发不会导致设备被断电。该三选二方法的缺点显而易见。从而所有测量点和保护设备都在该设备中三重地实施。这由于费事的电缆连接和数量巨大的设备而导致很高的成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种本文开头所述类型的方法，该方法可以简单地执行并且价格便宜。

本发明通过一种用于避免在高压直流传输设备的保护系统内由测量错误导致不期望地触发保护的方法来解决上述技术问题，在该方法中

-通过第一测量设备在获得第一测量值组的条件下以及通过其它测量设备在获得其它测量值组的条件下获取高压直流传输设备的部件的状态参数，所述其它测量设备是针对第一测量设备冗余设计的，

-将第一测量值组和其它测量值组输入保护单元，其中该保护单元借助内部逻辑检查第一测量值组看是否存在保护触发危险，

-如果存在保护触发危险，则继续检查其它测量值组之一看是否存在切换条件，如果存在切换条件则切换到该其它测量值组，并继续检查该其它测量值组看是否存在保护触发危险。

根据本发明在输出真正的触发命令之前不久确定是否启动了触发危险，该触发命令用于执行特定的、合适的安全设置，如断开功率开关、不启动半导体闸流管等等。触发危险的确定原则上可以按照任意方式进行。确定触发危险的合适的例子将在下面描述。原则上借助第一测量值组来确定触发危险，该第一测量值组是基于多个测量设备的测量值产生的。在此每个测量设备都冗余地设计。这意味着对每个测量设备都存在另一个可以在第一测量设备出现故障时代替该第一测量设备的测量设备。为了避免不必要地触发保护措施，根据本发明确定触发危险是否仅基于一个测量设备或一个连接通道的故障得到确定。因此保护单元在确定触发危险之后、也就是在执行保护措施之前检查其它测量值组之一看是否存在切换条件。如果所考察的其它测量值组具有可以推断出高压直流传输设备正常运行的测量值，则存在切换条件。如果存在这样的切换条件，则推断存在测量错误。保护单元切换到所述其它测量值组。换句话说，保护单元检查该其它测量值组看是否存在保护触发危险，最终还检查是否存在保护触发。

优选的，保护触发单元切换到所述其它测量值组，控制单元就基于该其它测量值组进行调节。本发明方法的合适扩展在于，除了第一测量值组之外只有一个其它的测量值组。通过这种方式节省了相当大的成本。因此实践中几乎只产生两个相同的测量值组。

优选的，保护单元在一段事先确定的、可调节的切换持续时间之后重又借助第一测量值组检查保护触发危险。根据该扩展，保护单元在该切换持续时间结束之后重新切换回第一测量值组。如果第一测量值系统只存在临时性的故障，则又借助第一测量值组执行保护检查。高压直流传输设备的运行此后在正常运行中进行。如果在所述切换持续时间结束之后该测量错误还存在，则重新确定保护触发危险，从而重复上述过程。

根据涉及于此的合适的扩展，在经过事先确定的失败尝试次数之后禁止将检查返回到第一测量值组。在这种情况下向用户发送故障消息，该用户结合第一测量值组的测量设备和连接通道执行必要的维护步骤。

合适的是，对是否存在保护触发危险的检查包括累加超过特定持续时间段的测量值，如果所累加的测量值之和超过触发阈值的百分比，则存在保护触发危险。根据本发明的该优选扩展，通过第一或其它测量值组的特定测量值的积分来确定保护触发危险。如果在特定持续时间段内检查的测量值的和或换句话说积分趋向于触发阈值，则在达到该触发阈值之前不久确定存在保护触发危险。

与此不同的是，如果分别检查的测量值组的测量值在超过预定预警持续时间后还继续大于为保护单元预先给定的触发阈值，则确定存在保护触发危险。合适的是，预警持续时间比触发持续时间短，在该触发持续时间之后如果继续大于触发阈值则触发保护措施。

根据优选实施例，保护单元和调节单元都冗余地设计。通过该冗余设计提高了高压直流传输设备的运行安全性。

优选的，所述切换持续时间在1到10秒之间。在实践中已经证明切换持续时间在该范围内是特别合适的。

根据本发明的另一个优选实施方式，切换条件的检查包括确定测量值彼此之间的偏差，该测量值相应于流经高压直流传输设备的直流回路的直流电流和/或适当换算的交流电流，其中如果所述偏差小于切换阈值则存在切换条件。根据本发明的该合适扩展，为了确定切换条件而匹配于流经直流电路或变流器的交流端子的直流电流和/或适当换算的交流电流。在此假定，在故障情况下在短的时间段内测量值之间很容易出现高的偏差，而在正常运行时存在由于电流测量值之间的测量精度而导致的很小的偏差。因此如果在高压直流传输设备中不存在这样的错误并且仅示出一个测量错误，则对测量值的分析只会在一个测量值组中导致偏差。基于该信息可以切换到所涉及保护系统的冗余测量值组。在出现错误时，通常预计在全部测量组中在大于切换阈值的测定值之间都存在偏差。在优选实施例中，通过确定直流电流值的最大值和最小值，接着产生最大值和最小值之差来计算所述偏差。相应地，交流电也适用于该换算。适当的换算例如包括由高压直流传输设备的变压器和变流器之间的交流电端子中测得的交流电流来计算直流电流。

优选的，在不存在切换条件时触发保护。如果例如通过事先确定的、相应直流电流值和/或适当换算的交流电流值之间的偏差来对切换条件的检查说明，高压直流传输设备不再工作在正常运行状态，则采取合适的保护措施而不切换到冗余的测量值组。该保护措施例如是不启动半导体闸流管等等，从而切断功率传输。此外在本发明的范围中还可以触发功率开关等等。

附图说明

下面参照附图对本发明实施例的说明给出了其它相应的实施方式和优点，其中相同的附图标记表示相同的部件，

图1示意性示出高压直流传输设备的保护和调节系统的结构，

图2示出本发明实施例的示意图。

具体实施方式

图1示出用于执行本发明的高压直流传输设备的保护和调节系统的示意图。在图1中示出冗余设计的预处理装置1a、1b以及同样冗余设计的调节单元2a、2b，以及保护单元3a、3b。预处理装置1a和1b与分别冗余设计的测量设备序列连接，其中在图1中仅示出冗余设计的变流器4a和4b。变流器4a、4b具有共有的初级绕组，并在次级端产生低压范围内的电压，该电压与流过高压直流传输设备的汇流排5的交流电流成正比。测量值组的其它测量值涉及高压直流传输设备的交流电流一方的其它部件的电流和电压，以及未示出的直流回路中的电流和电压，其中预处理装置1a、1b的测量值也可以以光学数字信号的形式传送。

将冗余设计的测量设备的测量值分别输入所属的冗余预处理装置中。该预处理装置具有合适的部件，如用于将低压值转换为更小的电压的测量值转换器、光电转换器、扫描装置和模拟/数字转换器，从而预处理装置1a产生第一测量值组，该第一测量值组包括输入的多个测量设备的测量值以及用于同步其它调节和控制装置的同步时钟。预处理装置1b产生相应地在正常运行时与第一测量值组基本上含有相同内容的第二测量值组作为其它测量值组。

第一测量值组，即所有第一测量设备的时间连续的测量值，通过第一光波导体6a传送给第一调节单元2a，并通过第二光波导体7a输入保护单元3a。第二测量值组通过光波导体6b输入调节单元2b，并通过光波导体7b输入保护单元3b。在正常运行时，调节单元2a和与该调节单元分开的保护单元3a基于由预处理装置1a提供的第一测量值组分别执行调节和保护监视。调节单元2b以及在图中设置在下方的保护单元3b在正常运行时基于由预处理装置1b产生的第二测量值组分别对高压直流传输设备进行调节和保护。调节单元2b和保护单元3a分别针对调节单元2a和保护单元3b冗余地构成，调节单元2a和保护单元3b在正常运行时对高压直流传输设备进行调节和保护。

如果确定调节单元2a或保护单元3b存在干扰，则切换到调节单元2b并阻断保护单元3b。保护单元3a和3b在正常运行时同时工作。这种切换或阻断的前提和条件是公知的。

调节单元2a或2b包括调节插口8a、9a或8b、9b。每个调节插口8a、9a、8b、9b适用于调节高压直流传输设备的一个或多个特定的有源部件。通过光学的光波导体桥10a将调节插口8a的输出端11a与调节插口9a的输入端12a连接。相应的调节插口8b的输出端11b与调节插口9b的输入端12b连接。保护单元3b相应地由保护插口13b、14b、15b、16b组成，它们的输出端和输入端还是通过光波导体桥10b和10a彼此连接。

在正常运行时，针对调节单元2a，预处理装置1a的第一测量值组是优选的测量值组。换句话说，调节单元2a在正常运行时基于第一测量值组执行调节。因此第一测量值组在调节单元2a的调节插口8a和9a之间用实线表示。但是保护单元3b的保护功能在正常运行时是基于由预处理装置1b产生的第二测量值组来进行的。为了另外还向保护单元3b提供第一测量值组，调节单元2a的调节插口9a的输出端11与调节单元3b的调节插口16b的输入端12借助光波导体桥10a连接，但是光波导体桥10a在图1用虚线示出，以表明该光波导体桥10a传输的是仅在故障情况下用于替换有效测量值组的测量值组。相应地也适用于调节单元2b和保护单元3a，它们同样具有用实线和虚线表示的光波导体桥10a。

图2示意性示出本发明的实施例。冗余的调节单元通过透视的功能块3a和3b示出。下面只参照保护设备3a，但是应当指出保护设备3b也对应地构造。

保护设备3a具有保护功能转换装置17，利用该保护功能转换装置可以在第一测量值组A和第二测量值组B之间选择。将通过保护功能转换装置17选择的测量值组输入保护逻辑18。在正常运行时，保护逻辑18基于第一测量值组A检查触发条件。在所描述的例子中，如果第一测量值组的测量值超过6毫秒持续时间后都大于可编程的触发阈值，则存在触发条件。在通过指示19触发保护功能之前的3毫秒，保护逻辑18确定触发危险，并向触发危险例程21输出对应的预警指示20。现在触发危险例程21检查是否存在切换到第二测量值组B的切换条件。为了按照选择向触发危险例程21提供第一测量值组A或第二测量值组B，设置了切换装置22。此外触发危险例程21还与第一物理总线检验器23a以及第二物理总线检验器23b连接，第一物理总线检验器23a以及第二物理总线检验器23b提供关于用于各测量值组的导线连接是否无干扰或者是否存在物理干扰的信息。

此外还设置了第一测量值检验器24a和25a以及第二测量值检验器24b和25b，它们包含关于在构造第一测量值组或第二测量值组时是否存在错误的说明。这样的错误例如反映了在扫描测量设备的模拟测量值时、在模拟/数字转换时等等出现的错误。此外还向触发危险例程21提供整个高压直流传输设备的状态信息26。

如果通过总线检验器23a或23b确定在物理连接导线方面不存在故障，并且测量值组也无错误地得到确定和预处理-这可以通过访问测量值检验器24a和25a以及24b和25b来确定，则触发危险例程21检查第二测量值组B看是否存在切换条件。如果第二测量值组B包括相应于高压直流传输设备的正常运行的测量值，则存在切换条件。这样的正常运行在本实施例中通过比较与高压直流传输设备的直流回路的直流电流成正比的测量值来检查。在此假定在正常运行时电流测量值的偏差很小。如果由于所确定的最大直流电流和最小直流电流之差大于或小于限定的阈值而激励了保护功能，则在对应于该保护功能的、限定的延迟时间结束之后通过指令19触发保护指令。

在此情况下，在该延迟时间结束之前几毫秒切换到第二测量值组B。5秒之后返回第一测量值组A，从而重新借助第一测量值组A检查是否存在触发条件。如果重新确定存在触发危险，则重复上面描述的切换方法。在第一次切换事件之后65秒内又进行一次切换之后，永久地基于第二测量值组B进行检查，并向高压直流传输设备的运营商发送故障消息，从而可以对第一测量值系统的部件进行相应的维护工作。

Claims (10)

1.一种用于避免在高压直流传输设备的保护系统内由测量错误导致不期望地触发保护的方法，在该方法中

通过第一测量设备在获得第一测量值组(A)的情况下并且通过其它测量设备在获得其它测量值组(B)的情况下获取该高压直流传输设备的部件的状态参数，所述其它测量设备是针对该第一测量设备冗余设计的，

所述第一测量值组(A)和其它测量值组(B)分别通过不同测量值时间上的连续序列而借助分别被分配了第一测量值组(A)和其它测量值组(B)的预处理装置(1a，1b)产生，

将第一测量值组(A)和其它测量值组(B)输入保护单元(3b，3a)，其中该保护单元(3a)借助内部逻辑检查第一测量值组(A)看是否存在保护触发危险，

如果存在保护触发危险，则继续检查其它测量值组(B)之一看是否存在切换条件，如果存在切换条件则切换到该其它测量值组(B)，并继续检查该其它测量值组(B)看是否存在保护触发危险。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护单元(3a)切换到所述其它测量值组(B)，调节单元(2b)的调节基于该其它测量值组。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述保护单元(3a)在可调节的切换持续时间之后重又借助第一测量值组(A)检查保护触发危险。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对是否存在保护触发危险的检查包括累加各测量值组(A，B)超过特定持续时间段的测量值，如果所累加的测量值之和超过触发阈值的百分比，则存在保护触发危险。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，如果各检查的测量值组的测量值在超过预定预警持续时间后还继续大于为保护单元预先给定的触发阈值，则确定存在保护触发危险。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述保护单元(3a，3b)和调节单元(2a，2b)都冗余地设计。

7.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述切换持续时间在1到10秒之间。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，切换条件的检查包括确定测量值彼此之间的偏差，该测量值相应于流经高压直流传输设备的直流回路的直流电流和/或换算的交流电流，其中如果所述偏差小于切换阈值则存在切换条件。

9.根据上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在不存在切换条件时触发保护。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述预处理装置(1a，1b)为所述第一测量值组(A)和其它测量值组(B)分别配置对各测量值组的全部测量值都相同的同步时钟。

Images