[发明专利]一种高压直流输电线路低电压保护方法

摘要

本发明提供了一种直流输电线路低电压保护方法。该方法建立在时域分布参数模型的基础上，根据保护安装处的电压、电流测量值，用沿线电压的时域计算方法得到保护范围末端的电压值，利用保护范围末端的电压计算值构造保护判据。当线路末端电压计算值与保护安装处电压测量值异号时，判定为输电线路区内发生金属性或低过渡电阻故障，快速动作；当线路末端计算电压幅值小于设定值时，判定为输电线路区内发生高过渡电阻故障或区外故障，需要与相关保护的配合才具有选择性，此时保护需经延时后方能动作。该方法在时域中实现，所需数据窗短，计算量小。本发明主要用于电力系统中直流输电线路的继电保护。

主权项

1.一种高压直流输电线路低电压保护方法，其特征在于：该方法基于分布参数模型，在时域中利用单端电气量构成判据，对区内金属性或低过渡电阻故障具有绝对的选择性；对区内高阻故障，需要与相关保护的配合才能实现选择性；具体实现过程包括下列步骤：步骤一，在保护安装处，对直流线路本端的直流电流、直流电压进行采样；然后根据以下公式对采样数据进行解耦：i_m＝S^-1i    (1)；u_m＝S^-1u    (2)；式中，S^-1＝S^T，是双极直流输电线路的解耦矩阵及其逆矩阵，u_m和i_m分别是模电压和模电流矩阵，u和i分别是本端双极直流输电系统的直流电压和直流电流采样值；步骤二，在输电线路分布参数模型中，根据如下公式计算沿线直流电压模量值：uym(x,t)=12(ZC+rx/4ZC)2[um(t+xv)-im(t+xv)(ZC+rx4)]]]>+12(ZC-rx/4ZC)2·[um(t-xv)+im(t-xv)(ZC-rx4)]]]>-(rx/4ZC)2um(t)-rx4(ZC+rx/4ZC)·(ZC-rx/4ZC)im(t)---(3);]]>式中，u_ym(x，t)为t时刻距离保护安装x处的模电压瞬时值，Z_c为线路的特征阻抗，r为线路单位长度的电阻，u_m(t)和i_m(t)分别为t时刻保护安装处采样的电压和电流值经过相模变换后得到的模电压和模电流；步骤三，按照相模反变换公式得到保护范围末端的极电压瞬时值：u(l_set，t)＝S·u_ym(l_set，t)      (4)；式中：u(l_set，t)为t时刻距本端l_set处极电压计算值，u_ym(l_set，t)为t时刻距本端l_set处模电压计算值，l_set为直流低电压保护末端与保护安装处的距离；步骤四，用计算得到的保护范围末端极电压瞬时值与本端测量电压构成保护判据，本保护判据由快速动作判据和延时动作判据组成；(1)快速动作判据为：u(t)·u(l_set，t)＜0              (5)；式中，u(t)为t时刻本侧直流电压测量值；(2)延时动作判据为：u(lset,t)<Utht>Δt---(6);]]>式中，u(l_set，t)为保护范围末端的极电压计算值，U_th为设定的门槛值；当满足式(5)时，判定为输电线路区内发生金属性或低过渡电阻故障，保护可快速动作，并具有绝对的选择性；为了保护动作的可靠性，采取5～10ms内判据持续满足方可动作的策略；当满足式(6)时，则判定为输电线路区内发生高过渡电阻故障或区外故障，经延时后保护方能动作；快速判据或延时判据动作都将判定为直流线路区内故障。