CN111355223B - 一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，利用断路器跳闸控制回路中的跳闸保持继电器动作，作为断路器跳闸总信号，与断路器开关位置信号一起接入最后断路器保护装置，当相关联的所有断路器中有处于合位，且处于合位的断路器均有断路器跳闸信号时，最后断路器保护动作出口。本发明在保证快速性的基础上，降低了最后断路器实现方法的复杂度，简化了接入回路，将极大降低最后断路器的软件及工程实施复杂度，进而提高最后断路器保护的安全可靠性及实施效率。

Description

一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法
技术领域
本发明涉及直流输电技术，具体涉及一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法。
背景技术
最后断路器保护是直流输电工程逆变站的重要保护，当逆变侧直流***与交流***失去连接时，若该直流***不及时停运，则可能会在站内的交、直流***形成较高的过电压，严重影响设备安全。
当高压直流***换流站仅与一个变电站联系，综合评估该区域交流***情况，需向外扩展一级配置换流器的最后断路器功能，该功能将动作信息传送至换流站直流控制***，由直流控制***闭锁直流***。
高压直流输电***逆变站最后断路器跳闸装置是专门针对逆变站或对侧交流变电站突然切除直流换流站与外部联系的全部交流线路的情况设计的，最后断路器跳闸装置的主要判断依据是本地交流进线断路器的跳闸命令及其状态；如果通信正常，远方交流断路器的跳闸命令和状态信号也是主要判据。
最后断路器保护的动作可根据断路器分闸后的位置状态来判断是否满足最后断路器动作条件，但是这种方式由于需要根据断路器分闸后的状态来进行判别，因此需要等待断路器分闸时间(一般为几十ms)，为进一步缩短逆变侧的过电压幅值和持续时间，保护一次设备安全，最后断路器采取断路器跳闸信号的方式，即在断路器分闸前，如果有断路器跳闸信号即判断该断路器跳闸，尽管此时断路器还未分闸到位。
目前采用断路器跳闸信号一般采用把对应断路器的保护装置保护动作信号、操作箱TJR、TJF等信号接入最后断路器保护，对于3/2接线，由于每个断路器对应着多个保护跳闸信号，例如中开关对应着1个间隔两个元件的保护，而且操作箱跳闸信号又有TJR、TJF等等，因此最后断路器保护的保护信号接入回路变得十分复杂，这无疑增加了软件实现以及工程实施的复杂性，增加了不正确动作的风险。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，在保证快速性的基础上，降低最后断路器实现的复杂度，将极大降低最后断路器的软件及工程实施复杂度，进而提高最后断路器保护的安全可靠性及实施效率。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，利用断路器跳闸控制回路中的跳闸保持继电器动作，作为断路器跳闸总信号，与断路器开关位置信号一起接入最后断路器保护装置，当相关联的所有断路器中有处于合位，且处于合位的断路器均有断路器跳闸信号时，最后断路器保护动作出口。
进一步地，断路器开关位置信号包括A、B、C三相HWJ及A、B、C三相TWJ开入量，断路器跳闸总信号包括相关联的所有断路器的A、B、C三相跳闸信号；若有跳闸总信号开入，则启动最后断路器保护。
进一步地，所述的断路器处于合位还是分位的判别采取“三取二”逻辑，具体包括：
当断路器的任何两相处于合闸状态时，断路器的HWJ判别输出为1，否则为0；
当断路器的任何两相处于分闸状态时，断路器的TWJ判别输出为1，否则为0；
当断路器的TWJ为0且HWJ为1时，判别断路器处于合位，若相关联的所有断路器存在有处于合位的，则开放最后断路器保护，否则闭锁最后断路器保护。
进一步地，当断路器处于合位，且该断路器的三相跳闸回路中任两相的跳闸保持继电器动作，判定为有断路器跳闸信号，该断路器将会断开。
进一步地，当所有处于合位的断路器判为将要断开时，则最后断路器保护动作出口。
进一步地，所述的最后断路器保护装置包括开入量接受模块、断路器状态判别模块和动作逻辑判别模块；开入量接受模块用于接受断路器开关位置状态量以及断路器跳闸总信号开入量；断路器状态判别模块根据断路器开关位置状态量判别保护动作前开关处于合位还是分位；动作逻辑判别模块结合断路器运行状态及断路器跳闸总信号确定最后断路器保护是否动作出口。
本发明利用断路器跳闸控制回路中的共用继电器(跳闸保持继电器)动作，作为断路器跳闸的总信号，代替分散的保护动作信号，与断路器开关位置信号一起接入最后断路器保护装置，实现最后断路器保护动作逻辑。与现有技术相比，具有以下有优点：
1、由于不论是线路保护还是操作箱的TJR、TJF等跳闸信号都会通过跳闸控制回路启动跳闸保持继电器，因此只要跳闸保持继电器动作，即意味着启动了断路器跳闸程序。由于不用等待断路器分闸的时间，因此比采用断路器位置继电器(需断路器分闸后才能动作)来判断的方法要快几十ms(断路器分闸时间一般在50ms左右)；而与采用对应断路器的保护装置保护动作信号相比，本公开方法只多经过了一个继电器，动作时间仅延长了一个继电器的动作延时5～10ms，整体动作时间小于30ms，能够满足直流***安全稳定运行要求，但是却使得每个断路器只需接入A、B、C三相跳闸回路中的跳闸保持继电器的辅助触点(即12TBIJA、12TBIJB、12TBIJC)作为跳闸总信号开入量，接入开入量数比采用保护动作信号减少1/4(边开关)，甚至2/5(中开关)，大大简化了接入回路。
2、断路器运行状态根据断路器开关位置状态量(HWJ、TWJ开入量)进行判别，且HWJ、TWJ分别采用“三取二”逻辑，再利用HWJ与TWJ取反后构成“与”逻辑，充分兼顾安全性和可靠性。
3、最后断路器保护动作逻辑为当相关联的所有处于合位的断路器均有断路器跳闸信号时，即判别所有合位断路器均要断开时，最后断路器保护动作出口，逻辑简单明确。
附图说明
图1为现有技术的断路器分相跳闸控制回路示意图。
图2为本发明的断路器运行状态判断逻辑图。
图3为本发明的最后断路器保护动作逻辑。
图4为本发明的基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法流程图。
图5为本发明实施例示出的某换流站(逆变站)交流出线对侧的交流变电站示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明公开了一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，该方法利用断路器跳闸控制回路中的共用继电器(跳闸保持继电器)动作，作为断路器跳闸的总信号，与断路器的开关位置信号一起接入最后断路器保护装置，实现最后断路器保护动作逻辑。
由于不论是线路保护还是操作箱的TJR、TJF等跳闸信号都会通过跳闸控制回路启动跳闸保持继电器，因此只要跳闸保持继电器动作，即意味着启动了断路器跳闸程序，当断路器分开后，跳闸控制回路才断开，跳闸保持继电器返回。当相关联的所有断路器中如果有处于合位，且处于合位的断路器均有断路器跳闸信号时，即相关联的所有断路器将会全部断开时，最后断路器保护动作出口(发命令给逆变站直流控制保护闭锁直流)。
最后断路器保护装置包括开入量接受模块、断路器状态判别模块、动作逻辑判别模块等主要功能模块。开入量接受模块用于接受断路器开关位置状态量(HWJ、TWJ开入量)以及断路器跳闸总信号开入量。断路器状态判别模块根据断路器开关位置状态量判别保护动作前断路器处于合位还是分位。动作逻辑判别模块结合断路器运行状态及断路器跳闸总信号确定最后断路器保护是否动作出口。具体步骤如下：
步骤1：最后断路器保护装置接入所有相关联的断路器的开关位置信号(每个断路器有A、B、C三相HWJ及A、B、C三相TWJ开入量)以及跳闸总信号(跳闸保持继电器动作，如图1所示的11TBIJA、12TBIJA，相应辅助触点闭合，每个断路器有A、B、C三相跳闸总信号开入)，若有跳闸总信号开入，则启动最后断路器保护。
步骤2：根据断路器位置信息判断相关联断路器的运行状态。如图2所示，断路器分合闸状态判别采取“三取二”逻辑，即任何两相处于合闸即认为该断路器处于合闸状态，即HWJ判别输出为1，否则为0；且任何两相处于分闸即认为该断路器处于分闸状态，即TWJ判别输出为1，否则为0。当断路器在TWJ为0，HWJ为1，判别此断路器处于运行状态，其为后续的最后断路器逻辑判别提供条件。若所有关联断路器存在有处于运行状态的，则开放最后断路器保护，否则闭锁最后断路器保护。
步骤3：判别断路器动作跳闸信号。当断路器处于运行状态，且该断路器的三相跳闸回路中任两相的跳闸保持继电器动作，即认为断路器跳闸总信号有开入，即判为该断路器将动作于跳闸，也即断路器将会断开，如图3的(a)和(b)所示。
步骤4：最后断路器保护动作判别及出口。当所有处于运行状态的断路器判为将要断开时，则最后断路器保护动作出口，如图3的(b)所示。
实施例1：
下面结合一具体的实施例对本发明实现的技术方案做进一步说明。
如图5所示，其为某换流站(逆变站)交流出线对侧的交流变电站示意图，该站内接线为3/2接线方式，共有2串4回出线，其中线路1、线路2接至换流站，线路3、线路4接至其他交流站。该站配置有最后断路器保护，保护动作出口后，通过2M通信通道发送命令给对侧换流站，再通过换流站控制保护闭锁直流。
最后断路器实现方法如下：
步骤1：与最后断路器相关联的断路器包括5012、5013、5022、5023。接入上述4个断路器的A、B、C三相HWJ(即HWJa、HWJb、HWJc)及A、B、C三相TWJ(TWJa、TWJb、TWJc)开入量，同时接入上述4个断路器的A、B、C三相跳闸回路中的跳闸保持继电器的辅助触点(即12TBIJA、12TBIJB、12TBIJC)作为跳闸总信号开入量。4个断路器任一个有跳闸总信号开入时，则启动最后断路器保护。
步骤2：其中，5012、5022、5023三个断路器正常运行，处于合位，5013断路器检修，处于分位，因此5012、5022、5023三个开关的HWJa、HWJb、HWJc开入量均为1，故HWJ均判别输出为1；5012、5022、5023三个开关的TWJa、TWJb、TWJc开入量均为0，故TWJ均判别输出为0。5013开关的HWJa、HWJb、HWJc开入量均为0，故HWJ判别输出为0；5013开关的TWJa、TWJb、TWJc开入量均为1，故TWJ判别输出为1。根据图2所示的逻辑判别5012、5022、5023三个断路器均为运行状态(即断路器运行判别输出为1)，5013断路器为非运行状态(即断路器运行判别输出为0)。因此开放最后断路器保护动作判别逻辑。
步骤3：假设线路3保护、线路2保护同时动作三相跳闸。线路3保护动作会启动5012断路器三相跳闸回路中的跳闸保持继电器，跳闸保持继电器动作后，相应常开辅助触点闭合(即12TBIJA、12TBIJB、12TBIJC开入量均为1)，根据图3所示逻辑，判断5012断路器动作跳闸(即5012断路器跳闸信号输出为1)，因此断路器5012将断开(即5012断路器断开输出为1)。类似地，线路2保护动作会启动5022、5023断路器三相跳闸回路中的跳闸保持继电器，保护判断5022、5023断路器动作跳闸(即5022、5023断路器动作信号输出均为1)，因此断路器5022、5023断路器均将断开(即5022断路器断开输出为1，5023断路器断开输出为1)。
步骤4：由步骤2、步骤3可知5012断路器处于运行状态且判别将要断开，5022断路器处于运行状态且判别将要断开，5023断路器处于运行状态且判别将要断开，即所有处于运行状态的断路器均将要断开，因此最后断路器保护动作并出口。
本发明利用断路器跳闸控制回路中的共用继电器(跳闸保持继电器)动作，作为断路器跳闸的总信号，与断路器的位置信号一起接入最后断路器保护装置，实现最后断路器保护动作逻辑。采用该方法由于不用等待断路器分闸的时间，因此比采用断路器位置分闸后的位置状态来判断的方法要快几十ms(断路器分闸时间一般在50ms左右)；与采用对应断路器的保护装置保护动作信号相比，该方法只多经过了一个继电器，动作时间仅延长了一个继电器的动作延时5～10ms，但是却使得每个断路器只需接入A、B、C三相跳闸回路中的跳闸保持继电器的辅助触点(即12TBIJA、12TBIJB、12TBIJC)作为跳闸总信号开入量，接入开入量数比采用保护动作信号减少1/4(边开关),甚至2/5(中开关)，大大简化了接入回路。
综上所述，本发明在保证快速性的基础上，降低了最后断路器实现方法的复杂度，简化了接入回路，将极大降低最后断路器的软件及工程实施复杂度，进而提高最后断路器保护的安全可靠性及实施效率。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (3)

1.一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，其特征在于：利用断路器跳闸控制回路中的跳闸保持继电器动作，作为断路器跳闸总信号，与断路器开关位置信号一起接入最后断路器保护装置，当相关联的所有断路器中有处于合位，且处于合位的断路器均有断路器跳闸信号时，最后断路器保护动作出口；
断路器开关位置信号包括A、B、C三相HWJ及A、B、C三相TWJ开入量，断路器跳闸总信号包括相关联的所有断路器的A、B、C三相跳闸信号；若有跳闸总信号开入，则启动最后断路器保护；
所述的断路器处于合位还是分位的判别采取“三取二”逻辑，具体包括：
当断路器的任何两相处于合闸状态时，断路器的HWJ判别输出为1，否则为0；
当断路器的任何两相处于分闸状态时，断路器的TWJ判别输出为1，否则为0；
当断路器的TWJ为0且HWJ为1时，判别断路器处于合位，若相关联的所有断路器存在有处于合位的，则开放最后断路器保护，否则闭锁最后断路器保护；
所述的最后断路器保护装置包括开入量接受模块、断路器状态判别模块和动作逻辑判别模块；开入量接受模块用于接受断路器开关位置状态量以及断路器跳闸总信号开入量；断路器状态判别模块根据断路器开关位置状态量判别保护动作前开关处于合位还是分位；动作逻辑判别模块结合断路器运行状态及断路器跳闸总信号确定最后断路器保护是否动作出口。
2.根据权利要求1所述的一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，其特征在于：当断路器处于合位，且该断路器的三相跳闸回路中任两相的跳闸保持继电器动作，判定为有断路器跳闸信号，该断路器将会断开。
3.根据权利要求2所述的一种基于断路器跳闸总信号的最后断路器实现方法，其特征在于：当所有处于合位的断路器判为将要断开时，则最后断路器保护动作出口。
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