[发明专利]一种换流阀运行试验装置的控制保护系统

摘要

本发明提供了一种适用于合成形式换流阀运行试验装置的控制保护系统，属于电力系统自动化设备领域。该系统包括人机接口单元、同步单元、信号采集单元、数据汇总单元、调节单元、保护单元、波形记录单元、波形监视单元、开关量输入(DI)单元、开关量输出(DO)单元阀基电子(VBE)单元、直流大电流供电系统控制器、高电压供电系统控制器、涌流电路控制器、冲击电路控制器、试品阀水系统控制器及试验装置水系统控制器。该控制保护系统可按照规定的触发时序来控制试品阀和辅助阀，从而在试品阀上产生各项运行试验所要求的电压、电流及热强度，完成换流阀的运行试验；还能够使该系统实时监视主电路的开关状态和重要模拟量参数，在出现异常时，及时采取保护措施。

主权项

一种换流阀运行试验装置的控制保护系统，包括人机接口单元、同步单元、信号采集单元、数据汇总单元、调节单元、保护单元、波形记录单元、波形监视单元、开关量输入(DI)单元、开关量输出(DO)单元、各阀对应的阀基电子(VBE)单元、直流大电流供电系统控制器、高电压供电系统控制器、涌流电路控制器、冲击电路控制器、试品阀水系统控制器及试验装置水系统控制器；上述各个单元按照一定的时序关系进行数据处理和逻辑判断，上述各个单元彼此之间通过电气信号、光纤信号以及“调度”、“交互”、“录波”和“远程”四条独立的CAN总线来完成信息的交互，从而能够使控制保护系统按照规定的触发时序来控制换流阀的试品阀和辅助阀，从而在试品阀上产生各项运行试验所要求的电压、电流及热强度，完成换流阀的运行试验；同时还能够使该系统实时监视运行试验装置的主电路的开关状态和重要模拟量参数，在出现异常时，及时采取保护措施；所述各个单元按照一定的时序关系进行数据处理和逻辑判断各单元协调工作的时序如下：(1)同步单元根据试验装置高电压供电系统或大电流供电系统的50Hz交流电源来产生试验所需的“触发同步”信号和“采样同步”信号，“触发同步”信号用于同步整个试验装置的工作，因此，一个试验周期就是“触发同步”信号的一个周期，“采样同步”信号用于同步信号采集单元与数据汇总单元的工作；(2)信号采集单元接收主电路中各个传感器所输出的模拟信号，根据同步单元发出的“采样同步”信号来触发内部的模/数转换器，将各路模拟信号转化为“数字信号”，发送给数据汇总单元；(3)数据汇总单元通过“采样同步”信号与信号采集单元保持同步，并将信号采集单元发送来的“数字信号”进行消温飘、数字滤波、校准等后处理，最后，将汇总的“采样结果”发送给调节单元、保护单元和波形记录单元；(4)调节单元根据数据汇总单元发送来的“采样结果”、开关量输入单元DI和VBE单元经“交互CAN总线”发送来的开关量信息以及人机接口单元经“调度CAN总线”发送来的控制命令来控制当前的试验进程，改变各阀的触发时序，并将确定的“触发时序”信号发送给DI单元，在“触发时序”发生变化时，为了有效监视主电路的工作情况，调节单元将通过“交互CAN总线”向波形记录单元发送录波命令；(5)保护单元根据数据汇总单元发送来的“采样结果”、开关量输入单元DI和VBE单元经“交互CAN总线”发送来的开关量信息以及人机接口单元经“调度CAN总线”发送来的保护参数，来确定试验装置是否存在异常，若存在，则采取相应的保护措施，并通过“交互CAN总线”将开关动作命令发送至DO单元，在发生异常情况时，为了有效监视主电路的保护执行情况，保护单元将通过“交互CAN总线”向波形记录单元发送录波命令；(6)波形记录单元整理据汇总单元发送来的“采样结果”及DI单元经“交互CAN总线”发送来的开关状态，根据调节单元、保护单元的命令启动波形记录过程，并将记录的波形数据经“录波CAN总线”发送至波形监视单元；(7)DI单元采集主回路的各种开关状态，经“交互CAN总线”发送给调节单元、保护单元及波形记录单元，经“调度CAN总线”发送给人机接口单元，同时，将调节单元输出的“触发时序”信号扇出发送给各个阀对应的VBE单元及直流大电流供电系统控制器；(8)开关量输出单元DO单元执行保护单元经“交互CAN总线”发送来的开关动作命令；(9)试验电路中每个阀对应一个VBE单元，各阀的VBE单元根据调节单元输出的“触发时序”来确定每个试验周期中本阀的触发次数和每次触发的相位，通过光纤向阀发出触发脉冲，同时，监视各阀的工作状态，一旦发现异常，将通过“交互CAN总线”向调节单元、保护单元报告相关情况；(10)直流大电流供电系统控制器、高电压供电系统控制器、试品阀水系统控制器及试验装置水系统控制器接收人机接口单元经“远程CAN总线”发送来的控制命令，分别控制对应的主设备，同时，监视各自的主设备，并将监视信息经“远程CAN总线”上报人机接口单元。