采用三取二逻辑的换流站10KV站用电控制系统

摘要

本发明公开了采用三取二逻辑的换流站10KV站用电控制系统，增加两块PS830板，由三块PS830板并行处理，共同实现备自投功能和操作联锁逻辑功能，在ASI主机和开关量输出板PS853的程序中增加3取2逻辑，即三块板卡中至少需要两块发出相同的指令方能出口。这样三块PS830板中任一块损坏都不会导致开关误跳或拒跳，可以确保10KV控制系统安全稳定运行，不受单一元件故障影响，该方法具有使用方便、安全等优点。

说明书

技术领域

本发明涉及换流站10KV站用电控制系统，尤其设计用于高压直流输电换流站的10KV站用电开关分合闸操作联锁和备自投控制。

背景技术

高压直流换流站的站用电系统为主循环泵，冷却风机和其他负荷提供电源，由于直流输电系统在电网中的重要性，其站用电系统可靠性要求非常高，因此10KV系统一般是三回进线连接至A、B、C三段母线，A母和B母独立向负荷供电，C母通过母联开关与A、B母分别相连，作为备用电源(如图1所示)

A路和B路电源丢失时，备自投系统应能自动合上相应母联开关，通过C母继续向负荷供电，以维持重要负荷的运行。

目前一般的控制系统设计是通过单片机集成了10kv开关的操作联锁逻辑和备自投系统。例如政平换流站的10KV控制系统就是集成在一块PS830微处理器板上，一旦该板卡发生故障，极有可能导致三路站用电全失从而发生全站停电事故。

我们详细研究了多个高压直流输电换流站的10kV控制系统，发现10KV自动切换系统和操作联锁逻辑仅由一块PS830板操控，若是该PS830板故障，仍存在站用电全失的可能性。

10kV站用电的监控功能由一台ASI主机(负责人机接口)、一块PS830板(负责开关操作联锁合备自投逻辑)和一些I/O接口板(负责采集一次设备状态以及传达操作指令)共同完成，均为单系统，无冗余。

上述系统中，ASI主机只负责人机交互，用于提供运行人员监控设备状态和下达指令的界面，如果发生故障不会影响10KV系统运行，I/O板卡对应不同的开关设备，不可能全部同时发生故障，如果有一块板卡故障，只影响对应的开关，不影响整个10KV系统的运行，但是PS830板作为核心部件，一旦发生软硬件故障，极有可能导致全站停电事故。

发明内容

针对已有技术存在的不足，本发明的目的在于提供增加两块PS830板，由三块PS830板并行处理，共同实现备自投功能和操作联锁逻辑功能，在ASI主机和开关量输出板PS853的程序中增加3取2逻辑，即三块板卡中至少需要两块发出相同的指令方能出口。这样三块PS830板中任一块损坏都不会导致开关误跳或拒跳，可以确保10KV控制系统安全稳定运行，不受单一元件故障影响，该方法具有使用方便、安全等优点。

实现本发明目的的技术方案如下：

传统的10kV站用电的监控功能由一台ASI主机、一块PS830板和一些I/O接口板共同完成，均为单系统，无冗余。

1)ASI主机包括主要负责下列工作：

提供10KV开关、刀闸、地刀的远方分合闸指令接口

提供10KV开关、刀闸、地刀状态监视

2)PS830板负责下列工作：

10KV开关的备自投逻辑

10KV开关的操作联锁逻辑

3)PS851板

开关量信号采集

4)PS853板

开关量信号输出

上述系统中，ASI主机只负责人机交互，用于提供运行人员监控设备状态和下达指令的界面，如果发生故障不会影响10KV系统运行，I/O板卡对应不同的开关设备，不可能全部同时发生故障，如果有一块板卡故障，只影响对应的开关，不影响整个10KV系统的运行，但是PS830板作为核心部件，一旦发生软硬件故障，极有可能导致全站停电事故

采用三取二逻辑的10KV站用电控制系统设计如下：

所述的硬件改动：在板卡层架的空余位置上增加两块PS830板

所述的软件改动：

1)修改ASI主机人机接口程序：

该页程序接受PS830板送来的“开关联锁条件满足”信号，由于改造后共三块PS830板，因此需要在此做3取2逻辑。

2)修改ASI主机人机接口程序：

该页程序把运行操作人员所发的分合闸指令送入PS830板，由于改造后共三块PS830板，因此需要把相同的指令分别送入三块PS830中(用节点号来区分)

3)修改PS830板程序：

该页程序把最终跳闸指令送入PS853板，因为三块PS830板的分合闸指令送入同一块PS853板，因此需要把相应的“Block no”改成“2”(第二块PS830板)或“3”(第三块PS830板)使之在PS853中能够被区分。

4)修改PS853板程序：

该页程序收到PS830输出的分合闸指令后驱动继电器动作，沟通相应10KV开关分合闸回路使之动作，由于新系统中三块PS830板同时将分合闸指令送入PS853板，因此需要在PS853的程序中做3取2逻辑；所有对应一次设备的PS853板程序全部要做相应的改动。

附图说明

图1为高压直流换流站10KV站用电典型接线图

图2为传统的10KV控制系统结构概览图；

图3为本发明采用三取二逻辑的的10KV控制系统结构概览图；

图4为本发明修改ASI主机人机接口程序图；

图5为本发明另一修改ASI主机人机接口程序图；

图6为本发明修改PS830板程序图；

图7为本发明修改PS853板程序图。

具体实施方式

下面结合附图，进一步说明本发明是如何实现的：

实施例

对于图1、2所示的传统的10KV控制系统结构，10kV站用电的监控功能由一台ASI主机、一块PS830板和一些I/O接口板共同完成，均为单系统，无冗余。

ASI主机包括主要负责下列工作：提供10KV开关、刀闸、地刀的远方分合闸指令接口；提供10KV开关、刀闸、地刀状态监视；

PS830板负责下列工作：10KV开关的备自投逻辑；10KV开关的操作联锁逻辑；

PS851板负责开关量信号采集；

PS853板负责开关量信号输出。

上述系统中，ASI主机只负责人机交互，用于提供运行人员监控设备状态和下达指令的界面，如果发生故障不会影响10KV系统运行，I/O板卡对应不同的开关设备，不可能全部同时发生故障，如果有一块板卡故障，只影响对应的开关，不影响整个10KV系统的运行，但是PS830板作为核心部件，一旦发生软硬件故障，极有可能导致全站停电事故。

对于图3、4、5、6、7所示，采用三取二逻辑的10KV站用电控制系统设计，

增加两块PS830板，由三块PS830板并行处理，共同实现备自投功能和操作联锁逻辑功能，在ASI主机和开关量输出板PS853的程序中增加3取2逻辑，即三块板卡中至少需要两块发出相同的指令方能出口。这样三块PS830板中任一块损坏都不会导致开关误跳或拒跳，可以确保10KV控制系统安全稳定运行，不受单一元件故障影响。