[发明专利]一种高压直流输电工程的直流保护实现方法

说明书

技术领域

本发明属于直流输电保护领域，特别涉及一种高压直流输电工程的直流保护实现方法。

背景技术

交流系统接地故障、不对称运行或换流阀丢脉冲等故障，会使直流电流产生较大的谐波电流分量（主要成份是50Hz和100Hz分量），因此直流系统配置了谐波保护，也称50Hz保护和100Hz保护。50Hz保护作为换流阀丢脉冲的后备保护，其检测原理是检测直流电流中的50Hz分量来进行保护；100Hz作为交流系统故障的后备保护，其检测原理是检测直流电流中的100Hz分量来进行保护。主要可参考赵畹君．高压直流输电工程技术[M]．北京：中国电力出版社，2004和王俊生，李海英，卢宇．利用电流直流切换50Hz保护定值的方法．北京：200610085614[P]。

但在某些情况下，譬如电网中容量很大的变压器充电，可能在交流系统中出现2次负序谐波，将在直流系统中产生3次谐波分量。3次谐波同样对直流设备有一定的损害，同时会引起互联电网之间出现持续功率振荡，而现有的直流谐波保护主要是针对50Hz和100Hz的分量来进行保护，还没有任何保护方法是针对直流系统中产生的3次谐波分量来进行保护的。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种高压直流输电工程的直流保护实现方法，其利用直流电流中150Hz分量来检测交流系统异常工况，保证直流设备的安全运行。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种高压直流输电工程的直流保护实现方法，包括如下步骤：

（1）实时采样中性母线阀侧直流电流；

（2）通过带通滤波得到直流电流的150Hz分量；

（3）通过低通滤波得到平滑滤波后的电流；

（4）将步骤（3）中得到的电流乘以比例系数，得到定值初值；

（5）将步骤（4）中得到的定值初值经过上限限幅和下限限幅，得到保护定值；

（6）将步骤（2）中得到的150Hz分量和步骤（5）中得到的保护定值进行比较，当150Hz分量大于或等于保护定值时，经过延时后保护动作。

上述步骤（4）中的比例系数取值范围是0.05～1.0。

上述步骤（5）的具体内容是：上限依据换流阀以及直流场设备耐受三次谐波的能力确定，下限依据能够检测到直流电流断续确定；若定值初值>上限，则保护定值=上限；若定值初值<下限，则保护定值=下限；若上限≥定值初值≥下限，则保护定值=定值初值。

上述步骤（6）中的延时时间范围是1.0s～10.0s。

采用上述方案后，本发明利用直流电流中150Hz分量来检测交流系统异常工况，并正确动作，解决了当交流系统中存在较大的二次谐波负序分量时直流系统无保护动作的问题，保证直流系统安全可靠的运行。

附图说明

图1是本发明中采样中性母线阀侧直流电流IDNC示意图；

图2是本发明的实施逻辑框图；

图3是本发明的保护定值限幅逻辑框图；

其中，上限和下限为保护定值的限幅。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

如图2所示，本发明提供一种高压直流输电工程的直流保护实现方法，包括如下步骤：

（1）如图1所示，实时采样中性母线阀侧直流电流IDNC；

（2）通过带通滤波得到直流电流的150Hz分量IDNC_150Hz；

（3）通过低通滤波得到平滑滤波后的电流IDNC_LP；

（4）将步骤（3）中得到的电流IDNC_LP乘以比例系数K，得到定值初值；所述比例系数K的取值范围是0.05～1.0；

（5）将步骤（4）中得到的定值初值经过上限限幅和下限限幅，得到保护定值；结合图3所示，上限依据换流阀以及直流场设备耐受三次谐波的能力确定，下限依据能够检测到直流电流断续确定；若定值初值>上限，则保护定值=上限；若定值初值<下限，则保护定值=下限；若上限≥定值初值≥下限，则保护定值=定值初值；

（6）将步骤（2）中得到的150Hz分量IDNC_150Hz和步骤（5）中得到的保护定值进行比较，当150Hz分量IDNC_150Hz大于或等于保护定值时，经过一定的延时后保护动作，所述延时时间范围是1.0s～10.0s。

定值选取参考：某一实际直流输电工程中，K值取为0.85，上限值根据设备的承受能力，取值为200A；下限值为了防止直流电流断续来取值，取值为60A；动作时间的可以设定几百毫秒到几秒。