引言
西門子控制保護設備以其穩(wěn)定高效的控制策略,在直流輸電領域得到了廣泛應用。貴廣直流的直流站控系統(tǒng)采用雙重化配置,主要負責換流站直流場及交流濾波器場的開關、刀閘、地刀控制:貴廣直流的極控系統(tǒng),利用高速數(shù)字式可編程控制器,實現(xiàn)直流系統(tǒng)的調(diào)節(jié)和控制任務。站控和極控系統(tǒng)協(xié)同配合,用以實現(xiàn)換流站多種閉鎖邏輯功能,并在直流系統(tǒng)產(chǎn)生故障時盡快切除故障。
換流器控制關斷順序(CSD）是直流系統(tǒng)的重要控制策略之一。這一控制邏輯集中體現(xiàn)了西門子控制設備的設計理念,具有較強的通用性,同時由于CSD邏輯的動作后果會啟動換流器閉鎖順序,因此如果由于設備老化、工作不穩(wěn)定而產(chǎn)生拒動或誤動,將給直流系統(tǒng)的正常運行造成不利影響。為此,本文將對換流器控制關斷(CSD）順序的控制邏輯進行詳細分析。
1l換流器控制關斷（CSD）順序的基本原理
當換流器控制關斷(CSD）順序啟動后,直流功率將以10MW/S的速率將Icap降低至Imin,如果Icap達到Imin,由保護啟動換流器閉鎖順序。當兩套S5控制器均故障或連接站控和交流濾波器6MD66裝置的兩條現(xiàn)場總線同時故障,將按順序退出所有的交流濾波器并啟動極控CSD順序。下面將分別以直流站控和極控系統(tǒng)為例,對CSD控制邏輯進行說明。
2換流器控制關斷（CSD）的軟硬件實現(xiàn)原理
2.1直流站控CSD控制邏輯
查閱直流站控軟件圖可知,當連接直流站控和交流濾波器6MD66裝置的兩條現(xiàn)場總線同時故障時,經(jīng)100mS延時后,啟動極控CSD順序,直流站控系統(tǒng)ready將不滿足條件(如果兩套S5控制器均故障,直流站控系統(tǒng)同樣不滿足ready條件）。此時01.5模塊將輸出高電平,使繼電器K6A～K6H和K7A～K7H勵磁,如圖1所示。
常閉觸點K6C～K6F、K7C～K7F閉合,將直流站控故障信號分別送至雙極的兩套極控系統(tǒng):常閉觸點K6G、K7G閉合,將直流站控故障信號送至交流濾波器就地控制接口屏:常閉觸點K6H、K7H閉合,將直流站控故障信號送至交流站控系統(tǒng)。
常閉觸點K6G、K7G閉合,此時,如果相應的交流濾波器開關在就地位置,直流站控故障信號將不經(jīng)過該開關,而直接送至下一組交流濾波器,以此類推。如果相應的交流濾波器開關在遠方位置,則直流站控故障信號送至交流濾波器場匯控箱內(nèi),并做好跳開相應交流濾波器開關的準備。
例如,如果此時594交流濾波器開關在合位,正電位送至第四大組交流濾波器就地控制接口屏內(nèi)的K14繼電器,在該繼電器勵磁跳開594開關前,跳閘信號無法送到下一個交流濾波器就地控制接口屏,即保證濾波器開關按照指定順序依次分別跳閘。K14繼電器勵磁以后,將跳閘信號送至第四大組交流濾波器小組保護屏內(nèi)。此時,跳閘繼電器K41勵磁動作,將跳閘信號依次送至交流濾波器場匯控箱和594開關機構箱,跳開594開關,如圖2所示。
K14繼電器有30S延時,當594開關跳開以后,跳閘信號將繼續(xù)按相同原理送至591開關,以此類推。濾波器跳閘順序依次為594、591、573、583、563、593、592、571、572、582、581、562、561,這樣就實現(xiàn)了將濾波器以30S的時間間隔依次退出運行的控制邏輯。
2.2極控CSD控制邏輯
接下來以極1極控系統(tǒng)1為例說明極控CSD的軟件實現(xiàn)過程。如上所述,當直流站控屏內(nèi)的常閉觸點K6C、K7C閉合時,直流站控將故障信號送至極1極控系統(tǒng)1。在極控系統(tǒng)中,直流站控故障信號首先經(jīng)過或門生成由于直流站控故障產(chǎn)生的CSD信號,再與對站經(jīng)DUST以及LAN網(wǎng)送來的CSD信號取或邏輯,生成CSD邏輯,即當以上三個條件滿足其一時即生成極控CSD信號,如圖3所示。
極控CSD動作判據(jù)邏輯圖如圖4所示。
直流電流量送至INIT37.x1,如果存在CSD信號,INIT37.1輸出為0,則Y=X1=直流電流實際值,該值送至SHDW90.SV,作為直流電流下降的起始值。極控系統(tǒng)通過模塊OLC801計算功率下降時間,即當另一極閉鎖時,功率下降時間為150S,當雙極解鎖時,功率下降下降時間為300S,同時通過OLC901模塊功率下降時間與直流電壓變化率相除,得到功率變化率為10MW/S,并送至SHDW90.TD作為直流電流下降時間的判斷依據(jù)。另一方面,CSD信號分成四路傳輸,第一路將其送至SHDW90.CD,當SHDW90.CD=1時,直流電流開始下降:第二路,將其取非并與初始化脈沖取與邏輯送至INIT37.1,作為直流電流實際值的選擇判據(jù):第三路,將其取非后送至SHDW90.CF,此時SHDW90.CF=0,表示輸出Y不會被置為X的值:第四路,將其與初始化脈沖取或邏輯后送至SHDW90.S,正常情況下,SHDW90.S=1,SHDW90.Y=SHDW90.SV,當存在CSD信號時,SHDW90.S=0,SHDW90.Y將按給定速率下降,即直流電流由SHDW90.SV的值下降到最小值,其最小值為SHDW90.LL=10%,此時SHDW90.oL將置1,表示直流電流已下降至最小值。在模塊SHDW95中,如果假設極在解鎖狀態(tài),則對應于極沒有解鎖的SHDW95.R應置0,SHDW95模塊的功能為:當輸入為1時,輸出為1,當輸入由1變?yōu)?時,則延時時間T輸出0,并可以通過將R置1的方法將輸出端置0,根據(jù)之前的假設由于R=0,SHDW95.o=SHDW90.oL=1,此時由CSD產(chǎn)生的快速閉鎖信號將啟動換流器閉鎖順序。
3結語
研究換流器控制關斷(CSD）順序的工作原理,對于理解西門子控制系統(tǒng)跳閘邏輯的技術路線,提高控制系統(tǒng)的運行可靠性具有重要意義。鑒于西門子控制系統(tǒng)在邏輯上具有較強的相似性,通過對CSD邏輯的研究,有助于更加直觀和深入認識西門子控制系統(tǒng)的設計原理和技術路線,有助于進一步研究設備老化使二次控制系統(tǒng)工作不穩(wěn)定的防范措施。本文對直流站控和極控CSD邏輯進行了較為詳細的分析,希望能為運維人員進一步理解和認識西門子控制系統(tǒng)提供參考。
