[科普中国]-闭锁命令

直流输电系统的闭锁命令均由直流控制系统执行，根据闭锁信号的来源不同，可分为3类：直流控制系统软件的闭锁信号；外部输入的闭锁信号；切换逻辑装置产生的闭锁信号。

直流输电控制系统闭锁因素分析直流控制系统是直流输电工程的核心设备，为深入研究引起直流闭锁的各种因素，提高直流输电系统运行的可靠性，以高岭换流站HCM3000直流控制系统为例，分类对控制系统中能够导致直流闭锁的内外部因素进行了分析。1

直流闭锁特性直流系统停运分为正常闭锁停运和保护闭锁停运。

直流系统正常停运时，直流控制系统以整定的速率降低输送功率至最小功率，然后整流侧先闭锁触发脉冲，逆变侧再闭锁触发脉冲，直流系统退出运行，它不同于故障后的保护闭锁。

直流控制系统保护闭锁通常包括如下4种：立即移相并停发触发脉冲，即不投旁通对的闭锁；立即移相，根据时间或其他条件判断投或不投旁通对，然后停发触发脉冲；立即投旁通对、移相、停发触发脉冲，即总是投入旁通对的闭锁；对于投旁通对的闭锁过程中，当直流电压变为反向且超过定值时，则停止投旁通对。1

外部输入的闭锁信号直流控制系统作为整个直流输电控制的核心设备，其他设备检测到故障需要闭锁直流时，均需将闭锁信号送至直流控制系统，由直流控制系统软件执行闭锁命令。

a、运行人员下发紧急停运命令：遇到紧急情况时，运行人员可在运行人员工作中下发紧急停运命令。

b、 无功/电压控制闭锁：直流系统运行时，无论是工作在整流还是逆变状态，换流器都要消耗大量的无功，换流站的无功/电压控制根据换流器的功率水平与交流系统电压情况计算所需的无功容量，并通过投入或切除无功补偿设备达到无功补偿或平衡的目的。无功/电压控制功能由直流站控系统实现，当直流站控系统检测到母线过电压或绝对最小滤波器不满足时，向直流控制系统发无功快速停运请求。

c、稳控系统闭锁：电网安全稳定控制系统是在电网发生严重故障和突发事件时能够及时调整电网运行方式，从而维持电网稳定和避免故障范围的继续扩大。为了保证信号的可靠性，防止误闭锁，直流控制系统只有同时收到闭锁信号和闭锁允许信号，延时40ms，执行闭锁命令。

d、阀厅火灾监视：换流阀是直流输电的核心设备，运行时发热量大，发生火灾时损失严重，因此增加阀厅火灾闭锁直流系统功能，当阀厅紫外和烟感探头检测到火灾信号时，立即向直流控制系统发送闭锁直流命令，快速切断火源，降低损失。直流控制系统收到阀厅火灾闭锁信号，延时300ms，启动极控系统切换，延时500ms，执行闭锁命令。

e、直流保护闭锁信号：直流保护用于保护换流器单元、直流场设备，采用三重化配置，经‘’3取2‘’逻辑发闭锁信号，根据故障类型的不同，向直流控制系统发不同类型的直流闭锁信号，重点分析控制系统，直流保护的具体逻辑不在讨论范围内。

f、其它闭锁信号：除上述分析的因素外，换流阀冷却系统、换流变电气量保护、换流变和平波电抗器非电气量保护、直流测量装置密度继电器、中开关逻辑、最后断路器等均作为外部跳闸信号发送直流闭锁命令给直流控制系统。1

服务追踪的多间隔联闭锁实现方案介绍了IEC61850－7－2标准第2版中的控制命令状态机和服务追踪技术，提出了含预约逻辑变量的闭锁功能逻辑节点（CILO）闭锁模型，以及基于控制命令解析的预约逻辑算法。进一 步提出了基于服务追踪和预约逻辑的通用多间隔联闭锁体系架构并设计了其信息交互流程 。2

控制命令流程与状态机依据IEC61850标准，为开关设备的控制命令流程。控制主体先选定控制对象（SelVal_req（on）），在得到选定正响应后 （SelVal_rsp+）再发送操作指令（Oper_req（on）），操作命令达到后，控制对象执行命令并回发Oper_rsq+报文，当物理设备（开关）的位置达到后，发送报告给操作主体，接着发送命令终止报文 CmdTerm_rsp+，表明本次控制动作结束。

根据IEC61850－7－2第2版提出的架构，控制命令报文的状态机可知，控制命令的不同状态会得到不同结果，返回值的不同也会跳转到不同的状态机，同时影响下一步的操作。2

通用预约闭锁解决方案设计方案设计虽然是具体针对母联闭锁，但采用的控制命令状态机、控制命令服务追踪等技术以及所涉及的信息模型、信息交换模型，都严格遵循IEC61850标准，所以该方案对各种 多间隔联闭锁具有通用性。更进一步地，提出基于服务追踪和预约逻辑的多间隔联闭锁信息交互流程架构。为了将具有闭锁关系的开关由原闭锁方式转变成为预约闭锁方式，在每个设备IED中，增加一个服务追踪逻辑节点，对相关命令进行服务追踪和相应报文解析，由解析信息确定预约逻辑变量值。该预约闭锁方案的具体信息交互流程分析如下。

1）IHMI发送SelectWithValue操作命令，选定即将要操作的开关设备，选定成功并得到确认后，事先种植在IED1中的reporting Control Block对之进行追踪，由LTRK报告逻辑节点发送select控制服务被正应答的报告给IED2，IED2在收到该信息后，将预约逻辑位的值设置为0，IED2进入被预约态。

2）select选定操作得到确认后，IHMI向CSWI发送operate操作命令，CSWI在接到命令后，对内部执行环境进行检测，判定命令是否能执行。CILO闭锁逻辑节点实时提供存放在该节点的闭锁逻辑值，判定该闭合命令是否能进行下一步操作。

3）操作命令通过CSWI并进入下 一 步执行，表示该命令符合操作环境和闭锁要求，返回正响应信息，否则，表示不合条件，返回负响应信息。若CSWI具有负应答信息，则报告控制块发送操作命令被负应答的报告给IED2，IED2收到信息后，将预约逻辑位的值设为1，解除IED1对它的预约。

4）当操作命令完成或意外终止时，XSWI会有command termination for operation或cancel的报文报告返回值发送给CSWI，CSWI收到该消息后，LTRK逻辑节点报告模块生成对应reporting报文并发送至IED2，解除之前的预约。2

本词条内容贡献者为:

王沛 - 副教授、副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所