[发明专利]一种用于高压直流输电的交流故障检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输配电技术领域的方法，具体讲涉及一种用于高压直流输电的故障检测方法。

背景技术

20世纪50年代以来，传统电网换相高压直流输电（Line-Commutated-Converter High Voltage Direct Current，LCC-HVDC）以其大容量远距离输电、有功功率快速可控等特点在世界范围内得到了快速的发展。

但是由于LCC-HVDC采用无自关断能力的普通晶闸管作为换流元件，因此LCC-HVDC系统需要一定强度的交流系统来实现换相，需要交流电网提供换相电压。当电网发生故障或三相严重不对称时，会导致交流母线电压下降，线电压过零点可能提前，LCC-HVDC阀臂的换流重叠角将增大，关断角将减小，容易导致换相失败。换相失败的发生严重限制了直流系统传输功率，使得传输功率从正常值突然下降到很小的值甚至是零，为整个交-直-交系统带来巨大的扰动。

交流系统故障是导致换相失败的重要因素之一，尽早检测出故障，使控制系统迅速反应，是防御换相失败的关键。而现有的电力系统保护中，断路器的保护范围有严格的限制，其动作整定值通常要与相邻线路的保护整定值相配合，这保证了选择性与速动性。但在高压直流输电中，换流母线附近区域发生故障均可能导致换相失败，故障检测不是针对本段线路，而是检测换流母线附近是否有故障。如果按照电力系统中一般断路器动作的整定原则，会出现故障检测范围不够广、检测用时较长等问题。且高压直流输电作为谐波源，其母线电压不完全对称，使得电压的输出有一定波动，如果仅用电压作为故障判据，则为了保证判断的可靠性，不得不牺牲速动性。同样，谐波电流和不对称电流会对电流的幅值、斜率、曲率波形产生影响，仅用电流作为故障判据也有同样的问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于高压直流输电的交流故障检测方法，检测故障范围广，识别故障所用时间短，满足高压直流输电的故障检测要求，为高压直流输电的控制系统防御换相失败提供有价值的信息。

实现上述目的所采用的解决方案为：

一种用于高压直流输电的交流故障检测方法，其改进之处在于：所述方法包括以下步骤：

I、分别获取换流母线的三相电压和换流母线各条出线上的三相电流；

II、根据所述换流母线的三相电压及换流母线各条出线上的三相电流分别获得换流母线的电压零序分量值和旋转矢量幅值及所述换流母线各出线的电流零序分量值和旋转矢量幅值；

III、获得换流母线各出线的功率零序分量值和功率旋转矢量幅值；

IV、将所述换流母线的电压零序分量值和旋转矢量幅值、所述换流母线各出线的电流零序分量值和旋转矢量幅值、所述换流母线各出线的功率零序分量值和功率旋转矢量幅值分别与各自设定值对比，获得故障检测结果。

进一步的，所述步骤I中，所述换流母线上设有电压实时监测装置，所述换流母线的各出线上设有电流实时监测装置，运用所述电压实时监测装置和所述电流实时监测装置实时获得换流母线的三相电压和所述换流母线各出线的三相电流。

进一步的，所述步骤II中，获取所述换流母线的A、B、C三相电压瞬时值，根据下式（1）、（2）、（3）获得所述换流母线的所述电压零序分量值和所述旋转矢量幅值：

u₀＝u_a+u_b+u_c（1）