一种串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于电力系统灵活交流输电(FACTS)领域，具体的说是涉及一种控制和保护功能相互独立的串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统，该系统包括保护部分、控制部分和操作执行部分，保护部分包括平台测量装置、激光送能装置和保护装置，控制部分包括测控装置，操作执行部分包括断路器操作装置和刀闸操作装置。该控制保护系统实现了控制功能和保护功能的相对独立，保护装置和测控装置具有丰富的对外通信接口，且在测控装置的对外接口上充分考虑了站内电气量信息和开关量信息等的接入，其结构更为开放、灵活，该控制保护系统既可用于固定串补、可控串补和串联谐振型故障电流限制器，又可用于其它灵活交流输电装置。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电力系统灵活交流输电(FACTS)领域，具体的说是涉及一种控制和保护功能相互独立的串补或故障电流限制器装置的控制保护系统。
技术介绍
交流输电系统的串联电容器补偿技术(简称串补)是将电力电容器串联于交流输电线路中，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，从而达到增加线路输送容量、提高系统稳定性、降低网损、节约投资等目的。在远距离、大容量输电系统中，随着输电距离的增加，其输送能力受到越来越多的限制，而串补是解决这个问题、提高超/特高压输电线路送电能力的重要手段之一，具有非常巨大的经济价值，目前在世界各国电力系统中获到了广泛的应用。品闸管控制串联电容器补偿装置(简称可控串补)通过改变晶闸管的触发角来调节可控串补的等值基波阻抗，实现对等值基波阻抗的动态控制，从而可进一步提高电力系统稳定性，增加输电线路的输送容量，抑制电力系统低频振荡和次同步谐振。当超/特高压输电线路发生短路故障时，可控串补立即转入晶闸管旁路串联电容器模式，可降低系统的短路电流，提高电力系统的稳定性。另一方面，电力系统的迅速发展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度的继续增加，以及电力系统之间的互联，导致现代大电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。短路电流超标已成为威胁现代电力系统安全运行的重要问题之一。除改变电网结构之外，串联谐振型故障电流限制器装置是解决短路电流超标问题的新思路和新途径。2009年，超高压故障电流限制器装置已在华东电网500kV瓶窑变电所挂网运行，该装置正处于推广应用阶段。固定串联电容器补偿装置、晶闸管控制串联电容器补偿装置、串联谐振型故障电流限制器装置等都有控制保护系统。控制保护系统的主要作用为检测运行中各种对装置不利的故障情况，正确动作相关保护，及时准确地隔离故障，保证装置的安全稳定运行，并配合线路保护来保护系统中的其它设备。除此之外，控制保护系统还能具有电气量测量和汇总、运行状态监测、录波、人机交互等功能。在站内应能实现对旁路断路器、隔离刀闸、接地刀间等所有关键设备状态的监视与控制，在调度所内应能通过远动设备实现对关键设备状态的监视。目前，串补装置供应商有ABB、GE、西门子和中国电力科学研究院。串补装置的控制保护系统均采用了控制部分和保护部分一体化设计思想控制和保护在同一套装置内实现。这种设计存在以下缺陷1，保护装置掉电，将无法实现对开关、刀闸的遥控；2，在检修控制保护的控制部分时，保护部分不能正常运行。控制保护系统中的保护部分不运行，则整个装置必须停运，因此，降低了整个装置的可用率和利用率；3，装置接入站内其他电气量信息等比较困难。基于此，迫切的需要本领域技术人员开发出一种控制功能和保护功能相互独立的控制保护系统，该控制保护系统主要针对串补装置的各种工况设计，同时兼顾串联谐振型故障电流限制器的要求，也可拓展到整个灵活交流输电装置的控制保护系统。
技术实现思路
为克服现有技术中的上述缺陷，本技术的目的是提供一种控制功能和保护功能相互独立的串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统。该控制保护系统既可用于固定串补、可控串补和串联谐振型故障电流限制器，又可用于其它灵活交流输电装置。该控制保护系统可实现接收装置一次电气量信息，监视相关的开关量信息，完成装置一次设备的保护算法，在系统故障或装置故障时，给出相关的保护动作指令，如触发GAP、合旁路断路器等，向监控系统实时上传装置状态信息；完成站内电气量测量、开关量输入信号采集，并实现对装置刀闸、断路器的控制功能。该系统可克服现有串补装置/故障电流限制器控制保护系统存在的下面三种缺陷1.保护装置掉电，将无法实现对开关、刀闸的遥控；2.在检修控制保护的控制部分时，保护部分不能正常运行。控制保护系统中的保护部分不运行，则整个装置必须停运，因此，降低了整个装置的可用率和利用率；3.装置接入站内其他电气量信息等比较困难。为克服现有控制保护系统存在的上述缺陷，更加贴近国内电网运行习惯，本技术的控制保护系统采用以下技术方案来实现一种串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统，其包括保护部分、控制部分和操作执行部分，所述保护部分包括平台测量装置、激光送能装置和保护装置，所述控制部分包括测控装置，所述操作执行部分包括断路器操作装置和刀闸操作装置。其中，所述测控装置分别与刀闸操作装置和断路器操作装置相连接，所述保护装置分别与激光送能装置和断路器操作装置相连接，所述平台测量装置分别与保护装置和激光送能装置相连接。其中，所述平台测量装置位于串补装置或故障电流限制器装置的电容器平台上， 其包括信号调理单元、模数转换单元、数据处理及传输单元和电源转换单元，所述信号调理单元与模数转换单元相连，所述模数转换单元与数据处理及传输单元相连，所述电容器平台上的被测交流量经过信号调理单元进入模数转换单元转换成数字量信息，并在数据处理及传输单元以光信号的形式发往保护装置；所述的电源转换单元分别与模数转换单元、数据处理及传输单元相连，为其提供工作电源。其中，所述激光送能装置位于地面上，其包括激光控制单元和激光驱动单元，所述激光控制单元与激光驱动单元相连接，所述激光驱动单元通过激光管将电能转换成激光能量，并通过光纤传送到平台测量装置的电源转换单元，为平台测量装置提供供电电源。其中，所述保护装置位于地面上，其包括数据汇总单元、保护单元、开关量输入单元、继电器输出单元和通信管理单元，以上单元通过背板总线相互联系，实现数据交换和共享。其中，所述测控装置位于地面上，其包括模拟量输入单元、开关量输入单元、继电器输出单元和通信管理单元，以上单元通过背板总线相互联系，实现数据交换和共享。本技术的有益效果是1.串补装置/故障电流限制器控制保护系统的控制功能和保护功能相互独立，符合国内电网装置运行习惯；2.保护装置掉电，仍可实现对开关、刀闸的遥控；3.在检修控制保护的控制部分时，保护部分能正常运行，显著提高了整个装置的可用率和利用率；4.结构更为开放、灵活，比较容易接入站内其他电气量信息等。附图说明图1是本技术所述串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本技术的控制保护系统作进一步详细的描述。本技术的控制保护系统由保护部分、控制部分和操作执行部分组成。保护部分实现如下功能获取装置一次电气量信息，监视相关的开关量信息，完成装置一次设备的保护算法，在系统故障或装置故障时，给出相关的保护动作指令，如触发 GAP、合旁路断路器等。保护部分包括激光送能装置、平台测量装置、保护装置。所述激光送能装置为平台测量装置提供电源供给。所述平台测量装置将装置一次电气量信息转换成数字信号，并转换成光信号。所述保护装置接收该光信号，获取反映一次电气量的数字信号；同时监视相关的开关量信息，完成装置一次设备的保护算法，在系统故障或装置故障时，给出相关的保护动作指令，如触发GAP、合旁路断路器等。控制部分实现如下功能获取站内电气量信息和开关量信息，并实现对装置刀闸、 断路器的控制功能。控制部分由测控装置组成。操作执行部分实现如下功能接收控制部分和保护部分的动作指令，并动作于开关、刀闸。操作执行部分由断路器操作装置和刀闸操作装置组成。所述断路器操作装置接收保本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种串补装置或故障电流限制器装置的控制保护系统，其特征在于，该系统包括保护部分、控制部分和操作执行部分，所述保护部分包括平台测量装置、激光送能装置和保护装置，所述控制部分包括测控装置，所述操作执行部分包括断路器操作装置和刀闸操作装置，所述测控装置分别与刀闸操作装置和断路器操作装置相连接，所述保护装置分别与激光送能装置和断路器操作装置相连接，所述平台测量装置分别与保护装置和激光送能装置相连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：戴朝波，刘慧文，詹雄，燕翚，
申请(专利权)人：中电普瑞科技有限公司，中国电力科学研究院，
类型：实用新型
国别省市：11