[发明专利]一种适用于交直流混合电网的直流电压保护方法

摘要

本发明公开了适用于交直流混合电网的直流电压保护方法，|u_p‑u_n|set1极间短路判据P1，|u_p+u_n|>U_set2接地短路判据P2，u_p+u_n>U_set3负极接地短路判据P3，u_p+u_n<‑U_set3正极接地短路判据P4，|u_p+u_n|>U_set3单相接地短路判据P5，通过上述5个判据的成立与否进行直流电压保护；本发明的直流电压保护方法作为交流接地短路的后备保护，也可作为直流单极接地短路与极间短路的后备保护，并提供直流短路的故障选极信息。

主权项

1.一种适用于交直流混合电网的直流电压保护方法，其特征在于，根据判据公式(1)进行判断u_p、u_n分别为直流侧正、负极电压瞬时值，U_set1为极间电压低压判据整定值，U_set2为不平衡电压第一判据整定值，U_set3为不平衡电压第二判据整定值，且U_set2<U_set3；公式(1)采集直流电压的时间至少半个工频周期，设正、负极电压信号的采样周期为T_s；公式(1)中的|u_p‑u_n|<U_set1判据为极间短路判据P1，|u_p+u_n|>U_set2判据为接地短路判据P2；直流电压保护包括以下步骤：步骤一：如果满足极间电压低压判据，且连续采样y次，即在yT_s内，|u_p‑u_n|<U_set1均成立，则极间短路判据P1成立，否则极间短路判据P1不成立，执行步骤二；为防止直流系统极间电压变化导致保护误动，U_set1躲过正常运行时的最低极间电压，根据公式(3)整定：U_set1＝K_set1U_ndc.min      (3)式中，K_set1为小于1的可靠系数，U_ndc.min为正常运行时的最低极间电压绝对值；步骤二：如果在yT_s内|u_p+u_n|>U_set2均满足，则接地短路判据P2成立，发生单极接地或交流短路故障，执行步骤三，如果接地短路判据判断P2不成立，则返回步骤一；为防止正常运行时电压不平衡导致误判，U_set2躲过正常运行的最大不平衡电压，根据公式(4)整定：U_set2＝K_set2U_npn.max    (4)式中，K_set2为大于1的可靠系数，U_npn.max为正常运行时的最大不平衡电压绝对值；步骤三：根据公式(2)进行判断：u_p+u_n>U_set3负极接地短路判据P3、u_p+u_n<‑U_set3正极接地短路判据P4和|u_p+u_n|>U_set3单相接地短路判据P5；为检测出直流不平衡电压中，是否含单相接地短路导致的工频分量，设不平衡电压的计算周期为T_c，判断n_c个计算周期内，不平衡电压与整定值U_set3的大小关系，且满足n_cT_c≥0.01s；如果0.01s内的不平衡电压均大于U_set3，即负极接地短路判据P3成立；如果0.01s内的不平衡电压均小于‑U_set3，即正极接地短路判据P4成立；如果0.01s内的不平衡电压绝对值存在但不都大于U_set3，即单相接地短路判据P5成立；为防止短路瞬间直流不平衡电压特征与稳定后不一致导致单相接地短路判据P5成立，误判为单相接地短路，单相接地短路判据P5在接地短路判据P2成立后(n_c+1)T_c启动，以躲过故障瞬间不平衡电压计算值；为防止交流下级线路单相接地短路，及交直流混合电网中换流器交流出口处两相接地短路导致保护误动，U_set3躲过交流下级线路单相接地短路与交流出口处两相接地短路时的不平衡电压，根据公式(5)整定：U_set3＝K_set3max{U_{f2pn_2p.max},U_{f3pn_1p.max}}    (5)式中，K_set3为大于1的可靠系数，U_{f2pn_2p.max}为本级线路两相接地短路时的最大不平衡电压的绝对值，U_{f3pn_1p.max}为本级线路单相接地短路时的最大不平衡电压绝对值，max{}表示取最大值。