特高压直流输电控制系统与控制保护装置.pptx

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1、常规高压直流输电第1页/共43页4.1 常规高压直流输电控制系统与控制保护装置第2页/共43页直流控制系统示意图 第3页/共43页葛站直流控制保护系统第4页/共43页三常直流工程龙泉站直流控制保护系统框图 第5页/共43页国内常规直流控制保护设备两种类型的直流控制保护系统 ABB、南瑞、四方 MACH 2系统 SIEMENS、许继 SIMADYN D系统 都能满足业主提出的控制保护功能第6页/共43页控制保护系统层次结构（ABBABB技术）第7页/共43页控制保护系统层次结构（西门子技术）第8页/共43页国内直流工程运行控制层设备配置第9页/共43页国内直流工程控制保护设备配置第10页/共43

2、页SIMADYN D系统简介西门子开发广泛应用于各行业高速控制系统SIMADYN D系统是一种多处理器总线结构，高速数字化可编程控制系统。由于此系统随着电子技术的发展而不断升级，具有当今的先进技术水平。SIMADYN D控制系统编程软件为STRUC G。STRUC G为一个图形编辑器，它用于进行配置、诊断和文件编制。其应用也比较简单，仅需要使用选取放置连接的方法即可。程序存储 闪存卡多功能I/O模块 SU200 6MD66升级产品 WinTDC 系统第11页/共43页MACH 2系统简介MACH 2系统是一种以当代PC机为核心的开放式控制系统，其系统集成度、自检覆盖率都很高，具有当今的先进技术

3、水平。MACH 2主机单元基于高性能工业计算机硬件，包括：CPU为Pentium III处理器、采用PCI总线的主板、数字信号处理器插件PS801和PS820。Hidraw可以运行在任何一台兼容的Windows NT/95 PC机上，它有一个图形用户接口(GUI)，其应用比较简单，仅需要使用选取放置连接的方法即可，即：用户可以通过从图标库中选取相应图标，然后放置在图中，并将图标连接起来即可。升级产品 DCC-800 系统第12页/共43页控制保护主机（ABBABB技术）MACH 2系统主机通用PC 机(Pentium III,PCI总线，无硬盘)+专用板卡（PS801和PS820）操作系统 W

4、indows NT*软件编程 Hidraw 程序存储 闪存卡 第13页/共43页主计算机（MC）第14页/共43页MACH 2系统主机第15页/共43页主计算机结构第16页/共43页国产直流控制保护系统的类型1）许继 DPS-2000 基于西门子技术（SIMADYN D）的直流控制保护系统 特点:人机界面改用自主技术 2）南瑞 PCS-9500 基于ABB技术（MACH 2）的直流控制保护系统 特点:换流变保护、交/直流滤波器保护改用自主技术 RCS-977A换流变压器保护，RCS-976D直流滤波器保护，RCS-976A系列数字式交流滤波器保护。3）基于AREVA技术的直流控制保护系统 第1

5、7页/共43页直流控制保护系统冗余设计1）基于西门子技术的直流控制保护系统 直流控制系统 双重化设计 直流保护系统 三重化设计2）基于ABB技术的直流控制保护系统 直流控制系统 双重化设计 直流保护系统 双重化设计第18页/共43页运行人员控制 西门子 ABB主机 Alpha工作站 PC操作系统 UNIX Windows NT*LAN网 星型拓扑结构 星型拓扑结构 第19页/共43页现场总线（西门子技术）第20页/共43页现场总线（ABBABB技术）现场总线采用CAN和TDM总线 CAN(Control Area Network)用于串行传输开关量信号 TDM(Time Division Mu

6、ltiplexed)用于串行传输模拟量信号 第21页/共43页葛站保护分区第22页/共43页直流保护区域划分(大地回线)第23页/共43页控制保护软件ABB技术由MACH2 系统功能块编程，生成图形文件。简单的点击、拖动、放下即完成。再通过编辑，生成相应代码，下载到对应存储器中。不同的应用有对应的功能块库。西门子技术STRUC G 软件编程，生成图形文件。简单的点击、拖动、放下即完成。有统一的功能块库。第24页/共43页 直流控制控制直流功率的手段改变角(Vd1.35Ecos dId)调节范围大；连续调节；调节速度快。主要控制手段改变换流变抽头位置(Vd1.35Ecos dId)调节范围小；分

7、级调节；调节速度慢。辅助控制手段控制原则整流站控制直流电流逆变站控制直流电压第25页/共43页基本控制配合1整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id Ido 由换流变抽头调节控制换流器 =152.5逆变站控制Ud 由关断角调节器控制 17 由换流变抽头调节控制Ud Ud Udo1%例：三常、三广第26页/共43页基本控制配合2整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id Ido 由换流变抽头调节控制换流器=152.5逆变站控制Ud 由电压调节器控制Ud Ud Udo 由换流变抽头调节控制 min17 例：天广、贵广第27页/共43页基本控制配合3 整流站控制Id 由电流调节器控制Id Id I

8、do 由换流变抽头调节控制换流变阀侧电压Udi0不变。逆变站控制Ud 由关断角调节器控制 17 由换流变抽头调节控制换流变阀侧电压Udi0不变。例：葛南 第28页/共43页两站直流控制的基本配合 ABB 西门子整流站 Id Id逆变站 max Ud第29页/共43页整流站调节器组合直流电流调节器 PI调节器直流电压调节器 PI调节器调节器之间平稳转换 指令不能突变第30页/共43页逆变站调节器组合定关断角（定角）调节器 PI调节器直流电流调节器 PI调节器直流电压调节器 PI调节器调节器之间平稳转换 指令不能突变第31页/共43页直流保护 直流保护采取分区配置，通常将直流侧保护、交流侧保护和直

9、流线路保护三大类，分为以下6个保护区：1）换流器保护区 2）直流极线保护区 3）中性母线保护区 4）交流开关场保护区 (1）换流变压器保护 (2）交流开关场和交流滤波器保护 5）接地极线路和接地极保护区 6）直流线路保护区 第32页/共43页12脉动换流器主要故障点示意 第33页/共43页4.2 特高压直流输电控制系统与控制保护装置的特点第34页/共43页双12脉动换流器串联极第35页/共43页特高压直流控制保护的特点1.硬件结构 直流控制双重化 直流保护三重化 极控制与换流器控制分开2.新增功能 适应多种运行方式 单个换流器投退控制 直流融冰控制3.技术进步 WINTDC 云广、向上 DC8

10、00 向上 高性能计算机 速度 无风扇 可靠性 实时操作系统 eTDM总线 单光纤 最后一台断路器跳闸保护第36页/共43页特高压直流控制保护的特点1.硬件结构（向上工程）直流控制硬件分为双极层、极层和换流器层。各层均由双重化的主机和相应I/O设备构成。直流保护分为双极保护区、极保护区和换流器保护区，每个区的保护由三重化的主机和相应I/O设备构成。直流滤波器保护在极保护中实现，换流变保护在换流器保护中实现。每个保护采用基于eTDM的数字通道输出。交流站控系统双重化 交流滤波器保护双重化 交流母线保护双重化 直流控制和直流保护主机之间通过实时100Mbit/s LAN网通信 实时直流控制保护系统

11、与运行人员控制系统之间采用防火墙前置机进行隔离。防火墙前置机内运行着Windows/INTime双重操作系统。Windows负责与运行人员控制层交换信息，INTime负责与实时控制保护层交换信息。Windows与INTime之间通过进程间的通信机制进行通信。第37页/共43页特高压直流输电控制系统硬件结构 第38页/共43页特高压直流控制保护的特点2.新增功能 适应多种运行方式 单个换流器投退控制 直流融冰控制第39页/共43页单个换流器的投退控制第40页/共43页特高压直流控制保护的特点3.技术进步 WINTDC 云广 DC800 向上 主机采用高性能计算机 最新Intel双核处理器，计算能力强，功耗小，无风扇设计，可靠性高。实时操作系统，防主机故障。eTDM总线 单光纤、双向、3微秒采样一次。最后一台断路器跳闸保护 保护原理改进（从换流变网侧避雷器下面加装CT，计算避雷器吸收的能量作为判据。）第41页/共43页向上直流控制保护系统结构图 第42页/共43页感谢您的观看！第43页/共43页