[发明专利]特高压换流变冷却器冗余控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明属于电力技术领域，特别涉及特高压换流变冷却器冗余控制系统及其方法。

背景技术

由于特高压换流变的重要性和对换流变散热的高要求，因此在换流站内通常配置就地控制柜对冷却器进行智能控制。国内特高压直流工程实践中冷却器控制系统由单机控制发展到冗余控制设计，系统的稳健性极其关键。

现阶段国内厂家的冗余方案多采用两台测控装置或PLC双主独立运行或主备运行模式：

双主独立运行模式其测控装置或PLC采集换流变传感器数据后按控制逻辑把输出结果共同作用在同一冷却器设备上，两台测控装置或PLC采用简单的通信协议进行数据交互同步，然而这种冗余方案的缺陷正是其内部通信，当通信中断时测控装置或PLC两侧失去同步，此时换流变工况变化需要启动或停止冷却器时，测控装置或PLC两侧输出结果可能会出现不一致的情况，这将导致冷却器组实际运行状态和理论输出不一致，影响换流变的冷却能力。

主备运行模式通常设定一侧测控装置或PLC为主，主备两侧都参与采集换流变传感器数据并按控制逻辑计算应启动或停止冷却器，但只有主测控装置或PLC实际输出控制结果到冷却器设备。当主测控装置或PLC出现异常或掉电时，释放控制权并通过通信或硬接点信号切换备用侧为主。此方案的缺点主要在多组冷却器为启动状态而进行主备切换时，会造成汇控柜电压波动甚至会影响换流变内气体压力引起保护设备动作。

发明内容

本发明的目的是提供特高压换流变冷却器冗余控制系统及其方法，解决了现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

特高压换流变冷却器冗余控制系统，包括直流控制保护系统A1、直流控制保护系统B1、测控装置A2、测控装置B2、传感器模块、信号倍增器、切换装置和换流变冷却设备，直流控制保护系统A1通过通信总线与测控装置A2和测控装置B2通信，直流控制保护系统B1通过通信总线与测控装置A2和测控装置B2通信，测控装置A2和测控装置B2均连接信号倍增器，信号倍增器连接传感器模块，测控装置A2和测控装置B2还均连接切换装置，切换装置连接换流变冷却设备。

所述测控装置A2和所述测控装置B2的电路原理相同，均包括第一主控制器、AD模块、模拟量接口、数个开关量接口、第一开出信号接口和通信模块，AD模块、所有开关量接口、第一开出信号接口和通信模块均连接第一主控制器，模拟量接口连接AD模块；所述模拟量接口包括数个模拟量输入端。

所述信号倍增器包括电源模块、数个模拟量采集电路和数个模拟量隔离模块，每一个模拟量采集电路均连接一个模拟量隔离模块，电源模块为所有模拟量采集电路和所有模拟量隔离模块供电；

所述传感器模块包括数个传感器，每一个传感器均通过导线连接一个模拟量采集电路；

每一个模拟量隔离模块均将与其对应连接的模拟量采集电路所采集到的模拟量分成两路，一路连接到所述测控装置A2的模拟量接口，另一路连接到所述测控装置B2的模拟量接口。

所述切换装置包括开入信号接口、第二主控制器和第二开出信号接口，所述测控装置A2的第一开出信号接口和所述测控装置B2的第一开出信号接口均连接开入信号接口；开入信号接口连接第二主控制器，第二主控制连接第二开出信号接口，第二开出信号接口连接所述换流变冷却设备。

所述第一主控制器和所述第二主控制均为PLC控制器，所述模拟量隔离模块的型号为线性光耦HCNR201。

特高压换流变冷却器冗余控制方法，包括如下步骤：

步骤1：建立所述特高压换流变冷却器冗余控制系统；

步骤2：测控装置A2和测控装置B2均采集并处理由传感器模块采集到的换流变油面温度、绕组温度、网侧绕组CT电流、开关档位和环境温度；

步骤3：换流变冷却设备包括5组冷却器，设定这5组冷却器的编号分别为1、2、3、4和5；

步骤4：根据换流变油面温度、绕组温度和换流变工作负载制定三种操作逻辑，测控装置A2和测控装置B2均根据这三种操作逻辑计算出应启动的冷却器的个数：换流变油面温度对应的操作逻辑为S1，绕组温度对应的操作逻辑为S2，换流变工作负载对应的操作逻辑为S3，对应S1应启动的冷却器的个数为N1，对应S2应启动的冷却器的个数为N2，对应S3应启动的冷却器的个数为N3；

按最大原则，测控装置A2和测控装置B2分别计算出启动的冷却器的个数：测控装置A2计算出的个数为MAX1(N1，N2，N3)，即取N1，N2和N3中的最大值；测控装置B2计算出的个数为MAX2(N1，N2，N3)，即取N1，N2和N3中的最大值；