專利名稱：避免在高壓直流傳輸設備保護系統內因測量錯誤導致不期望地觸發保護的方法
技術領域：
本發明涉及一種用于避免在高壓直流傳輸(HGtJ)設備的保護系統內由測 量錯誤而導致不期望地觸發保護的方法。
背景技術：
這樣的方法已由一般的現有技術公開。在已經公開的方法中，基于所謂的 三選二來避免觸發錯誤。
這意味著，三個保護系統中的至少兩個保護系統必須啟動以觸發設備的斷 電。由于同時發生測量值錯誤的概率很小，因此大多只涉及一個保護系統。因 此一個保護系統的一次錯誤觸發不會導致設備被斷電。該三選二方法的缺點顯 而易見。從而所有測量點和保護設備都在該設備中三重地實施。這由于費事的 電纜連接和數量巨大的設備而導致很高的成本。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種本文開頭所述類型的方法，該方法可 以簡單地執行并且價格便宜。
本發明通過一種用于避免在HGtJ設備的保護系統內由測量錯誤導致不期 望地觸發保護的方法來解決上述技術問題，在該方法中
-通過第 一測量設備在獲得第 一測量值組的條件下以及通過其它測量設 備在獲得其它測量值組的條件下獲取HGtJ設備的部件的狀態參數，所述其它 測量設備是針對第 一測量設備冗余設計的，
-將第 一測量值組和其它測量值組輸入保護單元，其中該保護單元借助內 部邏輯檢查第一測量值組看是否存在保護觸發危險，
-如果存在保護觸發危險，則繼續檢查其它測量值組之一看是否存在切換 條件，如果存在切換條件則切換到該其它測量值組，并繼續檢查該其它測量值 組看是否存在保護觸發危險。
根據本發明在輸出真正的觸發命令之前不久確定是否啟動了觸發危險，該 觸發命令用于執行特定的、合適的安全設置，如斷開功率開關、不啟動半導體 閘流管等等。觸發危險的確定原則上可以按照任意方式進行。確定觸發危險的 合適的例子將在下面描述。原則上借助第一測量值組來確定觸發危險，該第一 測量值組是基于多個測量設備的測量值產生的。在此每個測量設備都冗余地設 計。這意味著對每個測量設備都存在另一個可以在第一測量設備出現故障時代 替該第一測量設備的測量設備。為了避免不必要地觸發保護措施，根據本發明 確定觸發危險是否僅基于一個測量設備或一個連接通道的故障得到確定。因此 保護單元在確定觸發危險之后、也就是在執行保護措施之前檢查其它測量值組 之一看是否存在切換條件。如果所考察的其它測量值組具有可以推斷出HGtJ 設備正常運行的測量值，則存在切換條件。如果存在這樣的切換條件，則推斷 存在測量錯誤。保護單元切換到所述其它測量值組。換句話說，保護單元檢查 該其它測量值組看是否存在保護觸發危險，最終還檢查是否存在保護觸發。
優選的，保護觸發單元切換到所述其它測量值組，控制單元就基于該其它 測量值組進行調節。本發明方法的合適擴展在于，除了第一測量值組之外只有 一個其它的測量值組。通過這種方式節省了相當大的成本。因此實踐中幾乎只 產生兩個相同的測量值組。
優選的，保護單元在一段事先確定的、可調節的切換持續時間之后重又借 助第一測量值組檢查保護觸發危險。根據該擴展，保護單元在該切換持續時間 結束之后重新切換回第一測量值組。如果第一測量值系統只存在臨時性的故障，
則又借助第一測量值組執行保護檢查。HGtJ設備的運行此后在正常運行中進
行。如果在所述切換持續時間結束之后該測量錯誤還存在，則重新確定保護觸 發危險，從而重復上述過程。
根據涉及于此的合適的擴展，在經過事先確定的失敗嘗試次數之后禁止將 檢查返回到第一測量值組。在這種情況下向用戶發送故障消息，該用戶結合第 一測量值組的測量設備和連接通道執行必要的維護步驟。
合適的是，對是否存在保護觸發危險的檢查包括累加超過特定持續時間段 的測量值，如果所累加的測量值之和超過觸發閾值的百分比，則存在保護觸發 危險。根據本發明的該優選擴展，通過第一或其它測量值組的特定測量值的積 分來確定保護觸發危險。如果在特定持續時間段內檢查的測量值的和或換句話 說積分趨向于觸發閾值，則在達到該觸發閾值之前不久確定存在保護觸發危險。
與此不同的是，如果分別檢查的測量值組的測量值在超過預定預警持續時 間后還繼續大于為保護單元預先給定的觸發閾值，則確定存在保護觸發危險。 合適的是，預警持續時間比觸發持續時間短，在該觸發持續時間之后如果繼續 大于觸發閾值則觸發保護措施。
根據優選實施例，保護單元和調節單元都冗余地設計。通過該冗余設計提 高了 HGtJ設備的運行安全性。
優選的，所述切換持續時間在1到IO秒之間。在實踐中已經證明切換持 續時間在該范圍內是特別合適的。
根據本發明的另一個優選實施方式，切換條件的檢查包括確定測量值彼此
之間的偏差，該測量值相應于流經HGU設備的直流回路的直流電流和/或適當 換算的交流電流，其中如果所述偏差小于切換闊值則存在切換條件。根據本發 明的該合適擴展，為了確定切換條件而匹配于流經直流電路或變流器的交流端 子的直流電流和/或適當換算的交流電流。在此假定，在故障情況下在短的時間 段內測量值之間很容易出現高的偏差，而在正常運行時存在由于電流測量值之 間的測量精度而導致的很小的偏差。因此如果在HGtJ設備中不存在這樣的錯 誤并且僅示出一個測量錯誤，則對測量值的分析只會在一個測量值組中導致偏 差。基于該信息可以切換到所涉及保護系統的冗余測量值組。在出現錯誤時， 通常預計在全部測量組中在大于切換閾值的測定值之間都存在偏差。在優選實 施例中，通過確定直流電流值的最大值和最小值，接著產生最大值和最小值之 差來計算所述偏差。相應地，交流電也適用于該換算。適當的換算例如包括由 HGt)設備的變壓器和變流器之間的交流電端子中測得的交流電流來計算直流 電流。
優選的，在不存在切換條件時觸發保護。如果例如通過事先確定的、相應 直流電流值和/或適當換算的交流電流值之間的偏差來對切換條件的檢查說明， HGt)設備不再工作在正常運行狀態，則采取合適的保護措施而不切換到冗余的 測量值組。該保護措施例如是不啟動半導體閘流管等等，從而切斷功率傳輸。 此外在本發明的范圍中還可以觸發功率開關等等。
下面參照附圖對本發明實施例的說明給出了其它相應的實施方式和優點， 其中相同的附圖標記表示相同的部件，
圖1示意性示出HGtJ設備的保護和調節系統的結構，
圖2示出本發明實施例的示意圖。
具體實施例方式
圖1示出用于執行本發明的HGtJ設備的保護和調節系統的示意圖。在圖1 中示出冗余設計的預處理裝置la、 lb以及同樣冗余設計的調節單元2a、 2b， 以及保護單元3a、 3b。預處理裝置la和lb與分別冗余設計的測量設備序列連 接，其中在圖1中僅示出冗余設計的變流器4a和4b。變流器4a、 4b具有共有 的初級繞組，并在次級端產生低壓范圍內的電壓，該電壓與流過HGt)設備的 匯流排5的交流電流成正比。測量值組的其它測量值涉及HGi)設備的交流電 流一方的其它部件的電流和電壓，以及未示出的直流回^各中的電流和電壓，其 中預處理裝置la、 lb的測量值也可以以光學數字信號的形式傳送。
將冗余設計的測量設備的測量值分別輸入所屬的冗余預處理裝置中。該預 處理裝置具有合適的部件，如用于將低壓值轉換為更小的電壓的測量值轉換器、 光電轉換器、掃描裝置和模擬/數字轉換器，從而預處理裝置la產生第一測量 值組，該第一測量值組包括輸入的多個測量設備的測量值以及用于同步其它調 節和控制裝置的同步時鐘。預處理裝置lb產生相應地在正常運行時與第一測量 值組基本上含有相同內容的第二測量值組作為其它測量值組。
第一測量值組，即所有第一測量設備的時間連續的測量值，通過第一光波 導體6a傳送給第一調節單元2a,并通過第二光波導體7a輸入保護單元3a。第 二測量值組通過光波導體6b輸入調節單元2b,并通過光波導體7b輸入保護單 元3b。在正常運行時，調節單元2a和與該調節單元分開的保護單元3a基于由 預處理裝置la提供的第一測量值組分別執行調節和保護監視。調節單元2b以 及在圖中設置在下方的保護單元3b在正常運行時基于由預處理裝置lb產生的 第二測量值組分別對HGtl設備進行調節和保護。調節單元2b和保護單元3a 分別針對調節單元2a和保護單元3b冗余地構成，調節單元2a和保護單元3b 在正常運行時對HGtJ設備進行調節和保護。
如果確定調節單元2a或保護單元3b存在干擾，則切換到調節單元2b并阻 斷保護單元3b。保護單元3a和3b在正常運行時同時工作。這種切換或阻斷的 前提和條件是公知的。
調節單元2a或2b包括調節插口 8a、 9a或8b、 9b。每個調節插口 8a、 9a、
8b、 9b適用于調節HGtJ設備的一個或多個特定的有源部件。通過光學的光波 導體橋10a將調節插口 8a的輸出端lla與調節插口 9a的輸入端12a連^^。相 應的調節插口 8b的輸出端llb與調節插口 9b的輸入端12b連接。保護單元3b 相應地由保護插口 13b、 14b、 15b、 16b組成，它們的輸出端和輸入端還是通過 光波導體橋10b和10a^皮此連接。
在正常運行時，針對調節單元2a，預處理裝置la的第一測量值組是優選 的測量值組。換句話說，調節單元2a在正常運行時基于第 一測量值組執行調節。 因此第一測量值組在調節單元2a的調節插口 8a和9a之間用實線表示。但是保 護單元3b的保護功能在正常運行時是基于由預處理裝置lb產生的第二測量值 組來進行的。為了另外還向保護單元.3b提供第一測量值組，調節單元2a的調 節插口 9a的輸出端11與調節單元3b的調節插口 16b的輸入端12借助光波導 體橋10a連接，但是光波導體橋10a在圖1用虛線示出，以表明該光波導體橋 10a傳輸的是僅在故障情況下用于替換有效測量值組的測量值組。相應地也適 用于調節單元2b和保護單元3a,它們同樣具有用實線和虛線表示的光波導體 橋10a。
圖2示意性示出本發明的實施例。冗余的調節單元通過透視的功能塊3a 和3b示出。下面只參照保護設備3a,但是應當指出保護設備3b也對應地構造。
保護設備3a具有保護功能轉換裝置17,利用該保護功能轉換裝置可以在 第一測量值組A和第二測量值組B之間選擇。將通過保護功能轉換裝置17選 擇的測量值組輸入保護邏輯18。在正常運行時，保護邏輯18基于第一測量值 組A檢查觸發條件。在所描述的例子中，如果第一測量值組的測量值超過6毫 秒持續時間后都大于可編程的觸發閾值，則存在觸發條件。在通過指示19觸發 保護功能之前的3毫秒，保護邏輯18確定觸發危險，并向觸發危險例程21輸 出對應的預警指示20。現在觸發危險例程21檢查是否存在切換到第二測量值 組B的切換條件。為了按照選擇向觸發危險例程21提供第一測量值組A或第 二測量值組B,設置了切換裝置22。此外觸發危險例程21還與第一物理總線 檢驗器23a以及第二物理總線檢驗器23b連接，第一物理總線檢驗器23a以及 第二物理總線檢驗器23b提供關于用于各測量值組的導線連接是否無干擾或者 是否存在物理干擾的信息。
此外還設置了第一測量值檢驗器24a和25a以及第二測量值檢驗器24b和 25b，它們包含關于在構造第一測量值組或第二測量值組時是否存在錯誤的說
明。這樣的錯誤例如反映了在掃描測量設備的模擬測量值時、在模擬/數字轉換 時等等出現的錯誤。此外還向觸發危險例程21提供整個HGtJ設備的狀態信息26。
如果通過總線檢驗器23a或23b確定在物理連接導線方面不存在故障，并 且測量值組也無錯誤地得到確定和預處理一這可以通過訪問測量值檢驗器24a 和25a以及24b和25b來確定，則觸發危險例程21 ^r查第二測量值組B看是 否存在切換條件。如果第二測量值組B包括相應于HGtJ設備的正常運行的測 量值，則存在切換條件。這樣的正常運行在本實施例中通過比較與HGtJ設備 的直流回路的直流電流成正比的測量值來4企查。在此假定在正常運行時電流測 量值的偏差很小。如果由于所確定的最大直流電流和最小直流電流之差大于或 小于限定的閾值而激勵了保護功能，則在對應于該保護功能的、限定的延遲時 間結束之后通過指令19觸發保護指令。
在此情況下，在該延遲時間結束之前幾毫秒切換到第二測量值組B。 5秒 之后返回第一測量值組A，從而重新借助第一測量值組A檢查是否存在觸發條 件。如果重新確定存在觸發危險，則重復上面描述的切換方法。在第一次切換 事件之后65秒內又進行一次切換之后，永久地基于第二測量值組B進行檢查， 并向HGtJ設備的運營商發送故障消息，從而可以對第一測量值系統的部件進 4亍相應的維護工作。
權利要求
1.一種用于避免在高壓直流傳輸設備的保護系統內由測量錯誤導致不期望地觸發保護的方法，在該方法中通過第一測量設備在獲得第一測量值組(A)的情況下并且通過其它測量設備在獲得其它測量值組(B)的情況下獲取該高壓直流傳輸設備的部件的狀態參數，所述其它測量設備是針對該第一測量設備冗余設計的，將第一測量值組(A)和其它測量值組(B)輸入保護單元(3b，3a)，其中該保護單元(3a)借助內部邏輯檢查第一測量值組(A)看是否存在保護觸發危險，如果存在保護觸發危險，則繼續檢查其它測量值組(B)之一看是否存在切換條件，如果存在切換條件則切換到該其它測量值組(B)，并繼續檢查該其它測量值組(B)看是否存在保護觸發危險。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述保護觸發單元(3a) 切換到所述其它測量值組(B)，調節單元(2b)的調節基于該其它測量值組。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述保護單元(3a) 在可調節的切換持續時間之后重又借助第一測量值組(A)檢查保護觸發危險。
4. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，對是否存在保護觸 發危險的檢查包括累加各測量值組(A， B)超過特定持續時間段的測量值，如 果所累加的測量值之和超過觸發閾值的百分比，則存在保護觸發危險。
5. 根據權利要求1至3中任一項所述的方法，其特征在于，如果各檢查 的測量值組的測量值在超過預定預警持續時間后還繼續大于為保護單元預先給 定的觸發閾值，則確定存在保護觸發危險。
6. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述保護單元(3a， 3b)和調節單元(2a, 2b)都冗余地設計。
7. 根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述切換持續時間在1到 10秒之間。
8. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，切換條件的檢查包 括確定測量值;波此之間的偏差，該測量值相應于流經高壓直流傳輸i殳備的直流 回路的直流電流和/或適當換算的交流電流，其中如果所述偏差小于切換閾值則 存在切換條件。
9. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，在不存在切換條件 時觸發保護。
10. 根據上述權利要求之一所述的方法，其特征在于，所述第一測量值組 (A)和其它測量值組(B)分別通過不同測量值時間上的連續序列而借助分別被分配了第一測量值組(A)和其它測量值組(B)的預處理裝置(la, lb)產 生。
11. 根據權利要求IO所述的方法，其特征在于，所述預處理裝置(la, lb) 為所述第一測量值組(A)和其它測量值組(B)分別配置對各測量值組的全部 測量值都相同的同步時鐘。
全文摘要
本發明涉及一種用于避免在HGü設備的保護系統內由測量錯誤導致不期望地觸發保護的方法，在該方法中通過第一測量設備在獲得第一測量值組(A)的情況下和通過其它測量設備在獲得其它測量值組(B)的情況下獲取HGü設備的部件的狀態參數，該其它測量設備是針對第一測量設備冗余設計的，將第一測量值組(A)和其它測量值組(B)輸入調節單元(2a，2b)和保護單元(3a，3b)，保護單元(3a)借助內部邏輯檢查第一測量值組(A)看是否存在保護觸發危險，調節單元(2b)根據其它測量值組(B)之一調節HGü設備，如果存在保護觸發危險，則保護單元(3a)繼續檢查其它測量值組(B)之一看是否存在切換條件，如果存在切換條件則切換到該其它測量值組(B)，并繼續檢查該其它測量值組(B)看是否存在保護觸發危險。
文檔編號H02H7/26GK101194403SQ200580049994
公開日2008年6月4日 申請日期2005年6月2日 優先權日2005年6月2日
發明者托斯坦·普里市, 約翰-威廉·斯特勞斯 申請人:西門子公司