[发明专利]基于故障电压行波补偿的混合直流线路保护方法及系统在审

专利信息
申请号: 202211052988.7 申请日: 2022-08-31
公开(公告)号: CN115425626A 公开(公告)日: 2022-12-02
发明(设计)人: 李小鹏;滕予非;刘磊;喻悦箫;牟大林;林圣;张华杰 申请(专利权)人: 国网四川省电力公司电力科学研究院
主分类号: H02H7/26 分类号: H02H7/26
代理公司: 成都行之专利代理事务所(普通合伙) 51220 代理人: 张雪萍
地址: 610000 四川*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 基于 故障 电压 行波 补偿 混合 直流 线路 保护 方法 系统
【说明书】:

发明公开了基于故障电压行波补偿的混合直流线路保护方法及系统,仅需利用直流线路单端测量点的电压、电流信息作为直流线路故障判据,与双端保护方法相比,避免了因线路较长导致的高通信延时问题,保护动作速度快;利用直流线路故障时线模故障电压与过渡电阻之间呈线性负相关关系对线模故障电压进行补偿,消除了过渡电阻对线模故障电压的影响,一定程度上提高了保护动作的灵敏性;利用线模故障电流和线模故障电流的连续变化率双重判据作为线路故障保护启动判据,降低了噪声等外界干扰因素导致保护误动的风险。

技术领域

本发明涉及混合直流线路保护技术领域,具体涉及基于故障电压行波补偿的混合直流线路保护方法及系统。

背景技术

高压直流输电技术因其输电容量大、输电距离长、损耗低等优点而被广泛使用。高压直流输电线路具有输电距离远、输送容量大、运行环境复杂等特点,一般采用架空线作为电能传输的媒介。然而,实际运行情况表明,高压直流输电线路极易发生短路故障,是高压直流输电系统中故障率最高的设备之一。因此,研究高灵敏度和可靠性的高压直流输电线路保护方法对确保直流系统的安全稳定运行至关重要。

目前,在实际直流工程中,高压直流线路保护一般以行波保护作为主保护,如现有的行波保护以电压、电流行波的突变量和电压变化率作为检测直流线路故障的特征量。虽然行波保护具有故障检测速度快的优点,但根据现场运行情况表明,随着故障电阻的增加,行波保护中的电压、电流幅值都会降低,不利于故障的辨识。当直流线路发生高阻故障时保护灵敏度不足,导致行波保护存在一定的拒动风险。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是:当直流线路发生高阻故障时,现有单端行波保护方法存在判据量变化微弱的问题,不能有效解决直流线路发生高阻故障时保护灵敏度不足的问题,行波保护存在拒动风险;本发明目的在于提供基于故障电压行波补偿的混合直流线路保护方法及系统,基于直流线路参数和直流系统运行参数对线模故障电压进行补偿的单端量保护方法,消除了过渡电阻对线模故障电压的影响,提高了保护动作的灵敏性。

本发明通过下述技术方案实现:

本方案提供基于故障电压行波补偿的混合直流线路保护方法,包括步骤:

S1,获取直流线路参数和直流系统运行参数,采样直流线路保护安装处运行参数;

S2,基于直流线路保护安装处运行参数计算采样点的零模故障电流、线模故障电流、零模故障电压、线模故障电压和线模故障电流的连续变化率;

S3,以线模故障电流和线模故障电流的连续变化率判断是否启动线路故障保护;

S4,判定启动线路故障保护后,基于直流线路参数、直流系统运行参数和线模故障电压首峰值对线模故障电压进行补偿;

S5,以补偿后的线模故障电压判断混合直流线路是否发生故障;在判定混合直流线路发生故障的情形下,基于零模故障电压判断线路故障极性。

进一步优化方案为,所述直流线路参数包括:直流线路总长度L,直流线路单位长度的电感L0、直流线路单位长度的电容C0、直流线路单位长度的电导R0、直流线路单位长度的电纳G0、直流线路线模波阻抗Zc1、直流线路零模波阻抗Zc0、直流线路单位长度的线模衰减系数ka1和线模色散时间常数τa1

所述直流系统运行参数:直流系统整流侧直流电压Ur、直流系统逆变侧直流电压Ui

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