[发明专利]一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法

说明书

本发明公开了一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法，包含以下步骤：在某一线路频率下针对单回线路的阻抗矩阵和导纳矩阵乘积进行解耦得到不对称解耦矩阵；利用不对称解耦矩阵求取地模波和线模波；同时各极线利用所定义模量E的电压变化率作为启动判据，判别系统故障；利用所定义模量E的一次导数与幅值的比值区分区内外故障；利用地模波幅值和线模波幅值判别单一回路内部双极故障；利用地模波和线模波线性组合的积分比值区分单极接地故障的故障极线。本方法具有灵敏度高、运算量小、只需单回线路信息、判断时间短、受过渡电阻影响小、能够判别故障类型和实现故障选线等优点。

技术领域

本发明属于电力系统高压直流输电线路继电保护技术领域，特别涉及一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法。

背景技术

为了提高输电容量和节省输电走廊空间，高压直流输电系统出现了双回线路同塔架设的输电方式。双回线路同塔架设意味着四根极线之间存在不同程度的电磁耦合，则故障行波在传播过程的模量特性会更加复杂，其呈现出来的各极线电压电流行波特性与单回线路相比将更加不同，因此其故障行波特性分析也更加复杂。基于单回线路架设的行波保护方法在同塔双回直流输电线路上的应用也有待进一步考究。

传统高压直流输电系统采用单回线路送电，单回线路的直流线路行波保护方法采用电压变化率和电压变化幅值作为保护判据。电压变化率和电压变化幅值容易受过渡电阻影响，因此其行波保护性能不佳。而单回线路的行波保护应用在同塔双回线路的各回线路上时，其保护整定值需进一步抬高。究其原因，在于各回直流输电线路的行波保护受到另一回线路的电磁耦合影响。为了躲开另一回线路故障时耦合过来的电气量，避免本回线路行波保护误动，本回线路的行波保护整定值需提高,因此其行波保护的灵敏性也就进一步降低。

同塔双回直流输电线路两回线路之间是对称的，而每一回线路内部又是不对称的，因此可基于每回线路内部进行近似解耦，得到模量的线性组合，并利用各回线路得到的模量故障特性构造判据，就能够设计更适用于同塔双回直流输电线路的行波保护方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法，该保护方法能够满足不同故障极线、不同故障距离保护仍可靠动作且耐受较高过渡电阻，适用于现有的同塔双回高压直流输电线路且灵敏度高、不易发生误判，耐受过渡电阻能力强。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种同塔双回高压直流输电线路行波保护方法，包括以下步骤：

(1)首先针对同塔双回直流输电线路的各个不对称回路进行解耦。假设同塔双回直流输电线路在某一线路频率下的阻抗矩阵为：

极线1、极线2、极线3和极线4分别为极线I-P、极线I-N、极线II-N和极线II-P。Z_s1和Z_s2分别为极线I-P和极线I-N的自阻抗，极线II-P的自阻抗等于极线I-N的自阻抗，极线II-N的自阻抗等于极线I-P的自阻抗，Z_ij分别为极线i和极线j的互阻抗。根据四根极线的布置情况可知，Z₁₄＝Z₂₃。

其导纳矩阵为：

同理，Y_s1和Y_s2分别为极线I-P和极线I-N的自导纳，极线II-P的自导纳等于极线I-N的自导纳，极线II-N的自导纳等于极线I-P的自导纳，Y_ij分别为极线i和极线j的互导纳，且有，Y₁₄＝Y₂₃。

则有待解耦的矩阵乘积可表示为：