[发明专利]一种降低交直流系统中距离保护误动率的三相重合时序整定方法

摘要

本发明涉及一种降低交直流系统中距离保护误动率的三相重合时序整定方法，属于电力系统继电保护技术领域。交直流并联系统中，交流线路发生三相短路对称故障，首先根据熄弧角判断是否发生换相失败，若发生换相失败，则直接计算直流系统等值阻抗；若未发生换相失败，则在逆变侧最常见的定关断角控制方式下计算直流系统的等值阻抗。将直流系统等值阻抗分别代入故障线路首、末端重合时，与之并联的健全线路首、末端距离保护的测量阻抗的计算表达式中，得到不同重合时序下测量阻抗值，通过比较首、末端重合时距离保护测量阻抗的大小，得出降低交直流并联系统中距离保护误动率的三相重合时序方案。大量仿真结果表明，本发明效果良好。

主权项

1.一种降低交直流系统中距离保护误动率的三相重合时序整定方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)交直流并联系统中逆变侧交流线路发生三相短路故障时，若逆变器熄弧角γ<15°，判断为发生换相失败，转入步骤(2)；若熄弧角γ>15°，则未发生换相失败，转入步骤(3)；(2)据式(1)计算直流系统发生换相失败时，直流系统等值阻抗zdc：式中，π为圆周率，β为越前触发角，γ为熄弧角，λ为换相失败后直流电流直流分量相当于正常运行时的倍数，idc.eq0为正常运行时的直流电流，u为正常运行状态下逆变侧换流母线电压，Δu为逆变侧换流母线电压故障分量；(3)未发生换相失败时，扰动后逆变侧通常处于定关断角控制方式，据式(2)计算定关断角控制方式下直流系统等值阻抗zdc：式中，xμ为换相电抗，nT为换流变压器变比；(4)线路首端重合1)将直流系统等值阻抗zdc代入式(3)，计算故障线路首端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路首端距离保护的测量阻抗zm1：式中：xs1、xs2分别为整流侧和逆变侧系统电抗；zdc为在N母线处等值的直流系统阻抗；xL1为线路L1的电抗；xL2k为故障点距线路首端电抗；xL2k＝x1lk，x1为线路单位电抗，lk为故障点距线路首端故障距离；//表示并联,例如：a//b＝ab/(a+b)；①若熄弧角γ<15°，即发生换相失败，则将式(1)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(3)，得到发生换相失败时健全线路首端距离保护的测量阻抗zm1，示于式(4)：②若熄弧角γ>15°，即未发生换相失败，将式(2)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(3)，得到定关断角控制下健全线路首端距离保护的测量阻抗zm1，示于式(5)：2)将直流系统等值阻抗zdc代入式(6)，计算故障线路首端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路末端距离保护测量阻抗zm2：①若熄弧角γ<15°，即发生换相失败，则将式(1)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(6)，得到发生换相失败时健全线路末端距离保护的测量阻抗zm2，示于式(7)：②若熄弧角γ>15°，即未发生换相失败，将式(2)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(6)，得到定关断角控制下健全线路首端距离保护的测量阻抗zm2，示于式(8)：(5)线路末端重合1)将直流系统等值阻抗zdc代入式(9)，计算故障线路末端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路首端距离保护的测量阻抗z′m1：式中，xL2k为故障点距线路末端的电抗,x′L2k＝x1(l2‑lk)，l2为健全线路长度；①若熄弧角γ<15°，即发生换相失败，则将式(1)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(9)，得到发生换相失败时健全线路首端距离保护的测量阻抗z′m1，示于式(10)：②若熄弧角γ>15°，即未发生换相失败，将式(2)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(9)，得到定关断角控制下健全线路首端距离保护的测量阻抗z′m1，示于式(11)：2)将直流系统等值阻抗zdc代入式(12)，计算故障线路末端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路末端距离保护测量阻抗z′m2：①若熄弧角γ<15°，即发生换相失败，则将式(1)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(12)，得到发生换相失败时健全线路末端距离保护测量阻抗，示于式(z1′m32)：②若熄弧角γ>15°，即未发生换相失败，将式(2)所示直流系统等值阻抗zdc代入式(12)，得到定关断角控制下健全线路末端距离保护测量阻抗z′m2，示于式(14)：(6)降低健全线路首端距离保护误动率的重合时序方案比较zm1和z′m1，若zm1>z′m1，则由线路首端先投入三相重合闸，可降低健全线路首端距离保护误动率；反之，由线路末端先重合，首端距离保护误动可能性下降；(7)降低健全线路末端距离保护误动率的重合时序方案比较zm2和z′m2，若zm2>z′m2，则由线路首端先投入三相重合闸，可降低健全线路末端距离保护误动率；反之，由线路末端先重合，末端距离保护误动可能性下降。