控制系统与直流保护介绍

龙泉换流站控制系统与直流保护介绍 一、高压直流输电系统的基本介绍 1、 高压直流输电工程的组成部分：交流开关场、换流变、换流阀、直流开关场及直流输电线路。 2、 特点 适合大功率、远距离输电；输电线路相对于交流输电线路要经济的多；为全国大范围联网提供了便利的条件；填补了我国直流输电技术的空白。直流设备对环境的要求较高；我国在直流输电方面起步较晚，主要依靠国外技术支持，因此现阶段直流输电设备较昂贵。 3、 前景 随着我国充分利用丰富的水利资源，大力发展水电建设，直流输电将发挥其重大的经济及社会效益。 二、控制与保护系统设备介绍（按位置及控制区域） 1、盘柜介绍： PCP pole control and protection BCP bipole control and protection ACP ac control and protection AFP ac filter control and protection DFT dc field termination BFT bipole field termination AFT ac field termination ASI Auxiliary system interface TFT Transformer Field Termination ATI auto transformer interface CP control pulse CRC cyclic redundancy check DCOCT dc optical current transducer DPM digital signal processor GWS gate workstation OWS operator workstation EWS ENGINERRING WORKSTATION ERCS electronic reactive control system FP fire pulse I/O input/output LAN local area network

CAN Control Area Network TDM Time Division Multiplex

LFL line fault recorder MACH2 Modular Advanced Control HVDC(High Voltage Direct Current) and SVC(Static Reactive Power Compensation) 2nd edition DOCT digital optical current transducer OIB optical interface board RPC reactive power control SCM Station Control monitoring THM thyristor monitoring VCU valve control unit CCP cooling control and protection CFC Converter Firing Control ETCS Electronic Transformer Control System HDLC High-level Data Link Control PCI Peripheral（外围设备） Component Interconnection SCADA Station Control and Data Acquisition(获得) TCC Tap Changer Control

ACS自动监视系统 COMM通讯程序（主计算机的软件部分） DSP数字信号处理器 ETCS电力变压器控制系统 GUI图形用户界面 GWS网关站（远控） I/O输入/输出 MACH MC1（2）主计算机 EWS工程师工作站 OWS操作员工作站 PC个人电脑 P IS设备信息系统 SUP监视器 TFR故障录波 VSS软件库 ESD静电释放 PCB印刷电路板

2、板卡介绍： PS801 高性能的DSP板（6个DSP板） PS820 HDLC通讯与监控板（6个DSP板） PS830 I/O处理板 PS831 CAN/HDLC光桥 PS832 CAN/CAN桥 PS841 交流电压测量板 PS842 交流电压测量板 PS844 电压分配板 PS8451A 电流测量板 PS850 控制I/O板 PS851 110V数字输入板 PS853 数字量输入板 PS860 高性能的输入/输出板 PS862A 隔离模拟测量板 PS868 PT100与4-20mA输入板（小电流/电压测量板） PS870 总线连接板 PS871 I/O总线连接板 PS872 时间同步板（从主时钟分配一个秒脉冲同步信号到最多五个本地用户） PS873 总线延伸与终端板 PS876 TDM光通讯板 PS877 VCU传输/接收板 PS880 21槽底版 PS891A 电源板 PS900 阀控中央处理单元 PS906 阀控16通道光通道输入/输出板

控制系统 三、控制主要包含的内容 控制系统主要包括——ACP控制：断路器、隔离刀闸的顺序控制，主变的分接头控制等。AFP控制：滤波器的顺序控制。极控：无功及功率控制，换流器的点火控制，功率调节，直流系统运行方式的顺序控制，直流线路的开线试验功能，联锁与顺序控制以及换流变的分接头控制等。辅助系统控制：CCP、空调、站用电控制。

四、控制总线、网络系统介绍 1、CAN总线 1) ISO标准总线（ISO11898），也称为CAN总线（控制区域网），可用于与二进制I/O模 块装置通讯，如回路断路器和隔刀。之所以选择CAN总线，是因为它用于连接了对HVDC站而言很重要的一整套性能参数。CAN总线是一种高速总线，具有一个高效率的短报文结构和很短的等待时间（即，指令控制器开始调用数据和实际开始传送数据之间的时间间隔很短）。不存在主从关系，这意味着此网络可不依赖单一结点而运行正常。同时，CAN总线具有有效的循环冗余码校验（CRC）求和及硬件特征，以致可将故障结点从网络中退出。 CAN 网络通过路桥分成不同的组成部分，这是一种防止故障传播的有效方法。CAN网络也允许在站的不同区域之间采用多路冗余链路，但象采用其它区域总线一样，仅仅用光缆扩展器是不能实现的。 柜里的连接采用屏蔽双绞电缆，柜外或控制室外的通讯采用光纤连接。当CAN总线离开柜子时需由CAN/HDLC桥扩展，这样可长距离地进行通讯。 控制、保护和I/O系统中的应用软件（软件功能）很容易与其它的应用软件通讯，这只要分别连接它们发和收软件功能块的信号。 区域总线的工作由控制和保护系统中的监视功能监视，即不断地读写送至或来自系统中每个单独结点的信号。当检测到故障，将发出报警或切换到备用系统。 2) 站CAN总线（STATION CAN） 这种CAN总线用在站的最高层。它的作用是用于连接局部网络中的所有主计算机，从而实现较低层不同CAN网之间的信号交换。 此网络是冗余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。 3) 交流控制和保护 CAN总线（ACP CAN） 每个ACP CAN总线系统是相对独立的，此CAN总线包含主计算机和它的被控区域中的开关。另外，ACP CAN总线还要与低一级系统的主计算机相连接。诸如PCP/AFP包括在ACP CAN总线中，它们（PCP/AFP）需在高一级的ACP中对断路器进行控制。此网络是冗余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。 4) 极控制和保护 CAN总线（PCP CAN） 此CAN 总线对每个极的PCP柜而言是专用的，其中包括主计算机和它的被控区域中的分布式I/O系统。此网络是冗余结构，就其功能上完全与所有其它网络分离。DFT、CCP、ASI、ERCS和ETCS连接在PCP CAN总线网络中。 双重化的区域总线对每个极来说完全是独立的，并可建立所有位于本极的设备之间的连接。 交流滤波器控制和保护（AFP）柜及交流控制和保护（ACP）柜都连接到站控制区域总线上。所有这些总线通过冗余结构的双CAN总线控制。采用这种结构，远方和分布式的I/O系统都可连接到每个控制柜。这样做是为了使保护出口有两条跳闸通路。 5) 交流滤波器控制和保护 CAN 总线（AFP CAN） 每个交流滤波器控制和保护（AFP）的CAN 总线是独立的，并包含主计算机和它的被控区域的开关。 2、时分多路复用总线（TDM ） 用在MACH2系统中的时分多路复用总线（TDM）属于单方向的总线类型，它可用于传输高速的测量信号。象CAN总线一样，TDM总线也是双重化的，并以冗余的结构连接。在此，远方或分布式的I/O A或B系统分别连接到A或B柜。 接收的结点不断地检测TDM总线在保护和控制系统中工作状态。 采用TDM总线具有传输大量数据的能力，很短的等待时间和工作稳定特征。为了以高带宽传输HVDC控制测量信号，使用TDM总线是非常必要的。每条TDM总线每秒钟可传输超过300 000个取样脉冲（每3µS一个取样）。 3、CAN网 序 号 CAN类型 盘柜编号 控制区域 安装位置

1 ACP11 CAN ACP11 ＝WA－W1 1号继电器室 AFT11 ＝WA－W2 ATI21 ＝WA－T2

2 ACP12 CAN ACP12 ＝WA－W1 AFT12 ＝WA－W2 ATI22 ＝WA－T2 3 AFP111 CAN AFP111 ＝WA－Z1 4 AFP112 CAN AFP112 ＝WA－Z1 5 － COM11 — 6 — COM12 —

7 ACP21 CAN ACP21 ＝WA－W3

2号继电器室 AFT21 ＝WA－W4 8 ACP22 CAN ACP22 ＝WA－W3 AFT22 ＝WA－W4 9 — COM21 — 10 — COM22 — 11 ACP31 CAN ACP31 ＝WA－W5 3号继电器室