高壓直流輸電控制保護裝置冗余和可靠性


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摘要
本文參照我國電力系統(tǒng)保護裝置的設(shè)計原則，結(jié)合自直流輸電技術(shù)投入商業(yè)運行后,出現(xiàn)的微機控制保護裝置特點，對“葛南”直流輸電系統(tǒng)、“天廣”直流輸電系統(tǒng)，以及“三常”直流輸電系統(tǒng)三個高壓直流輸電系統(tǒng)的控制保護裝置的冗余配置進(jìn)行了評價。本文認(rèn)為，必須明確被控制和保護的設(shè)備與控制保護裝置本身的不同冗余概念；“三取二”配置是微機保護設(shè)備的最佳冗余配置，因為它能有效地解決保護裝置本身電子元件故障造成的誤動與拒動。 本文對直流輸電各種二次系統(tǒng)冗余方式優(yōu)、缺點進(jìn)行的論述，僅供直流輸電系統(tǒng)，以及電力系統(tǒng)控制保護裝置的設(shè)計和運行維護參考。

關(guān)鍵字：系統(tǒng)的可靠性、電子設(shè)備冗余、控制保護配置

一．前言
對于任何系統(tǒng)及設(shè)備，它們的高可靠性和可用率是人們所期望的。為了提高一個系統(tǒng)或設(shè)備的可靠性，必須保證組成系統(tǒng)的各個設(shè)備及元件的高可用率，并且有相應(yīng)的冗余，防止個別元件損壞，造成系統(tǒng)或設(shè)備不能運行。
電力系統(tǒng)的高可靠性，除了由一次設(shè)備的性能質(zhì)量和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性保證外，還要由二次控制保護系統(tǒng)保證；即：二次系統(tǒng)對一次系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行控制和保護，自動切除故障部分，避免系統(tǒng)停運或設(shè)備損壞。
二次系統(tǒng)是由大量電子元件及微處理器構(gòu)成，它們的可靠性是整個系統(tǒng)可靠性的重要組成部分。因此，控制保護系統(tǒng)除了保證相關(guān)一次設(shè)備的可靠性外，必須確保本身的高可靠性，這是本文重點討論的問題。
由于控制保護系統(tǒng)使用了大量的電子元件，容易發(fā)生故障，僅一套設(shè)備不能保證系統(tǒng)長期運行的可靠性；因此，需要冗余配置。在當(dāng)今電子技術(shù)高速發(fā)展時期，大規(guī)模集成電路和實時微處理器的廣泛應(yīng)用，給控制保護設(shè)備本身的冗余提供了可靠的技術(shù)保證。冗余方式的選擇，需要根據(jù)具體設(shè)備在系統(tǒng)中的作用和對可靠性、經(jīng)濟性的影響來確定。

二、電力系統(tǒng)保護的配置原則
電力系統(tǒng)繼電保護，隨著電力系統(tǒng)一同誕生，并隨著電力系統(tǒng)的擴大而不斷地發(fā)展，交流系統(tǒng)的繼電保護從具體的電力系統(tǒng)設(shè)備，像發(fā)電機、變壓器等元件保護和輸電線路等系統(tǒng)保護，向著綜合的系統(tǒng)保護方向發(fā)展，例如，電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定裝置；由傳統(tǒng)的繼電器保護發(fā)展到微機保護