[發明專利]一種高壓直流輸電線路低電壓保護方法

有效

• 申請號: 201110135534.1
• 申請日: 2011-05-27
• 公開（公告）號: CN102170114A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 宋國兵;饒菁;高淑萍;張健康;索南加樂
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種高壓直流輸電線路低電壓保護方法，其特征在于：該方法基于分布參數模型，在時域中利用單端電氣量構成判據，對區內金屬性或低過渡電阻故障具有絕對的選擇性；對區內高阻故障，需要與相關保護的配合才能實現選擇性；具體實現過程包括下列步驟：

步驟一，在保護安裝處，對直流線路本端的直流電流、直流電壓進行采樣；然后根據以下公式對采樣數據進行解耦：

i_m＝S^-1i????(1)；

u_m＝S^-1u????(2)；

式中，S^-1＝S^T，是雙極直流輸電線路的解耦矩陣及其逆矩陣，u_m和i_m分別是模電壓和模電流矩陣，u和i分別是本端雙極直流輸電系統的直流電壓和直流電流采樣值；

步驟二，在輸電線路分布參數模型中，根據如下公式計算沿線直流電壓模量值：

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)為t時刻距離保護安裝x處的模電壓瞬時值，Z_c為線路的特征阻抗，r為線路單位長度的電阻，u_m(t)和i_m(t)分別為t時刻保護安裝處采樣的電壓和電流值經過相模變換后得到的模電壓和模電流；

步驟三，按照相模反變換公式得到保護范圍末端的極電壓瞬時值：

u(l_set，t)＝S·u_ym(l_set，t)??????(4)；

式中：u(l_set，t)為t時刻距本端l_set處極電壓計算值，u_ym(l_set，t)為t時刻距本端l_set處模電壓計算值，l_set為直流低電壓保護末端與保護安裝處的距離；

步驟四，用計算得到的保護范圍末端極電壓瞬時值與本端測量電壓構成保護判據，本保護判據由快速動作判據和延時動作判據組成；

(1)快速動作判據為：

u(t)·u(l_set，t)＜0??????????????(5)；

式中，u(t)為t時刻本側直流電壓測量值；

(2)延時動作判據為：

u(lset,t)<Utht>Δt---(6);]]>

式中，u(l_set，t)為保護范圍末端的極電壓計算值，U_th為設定的門檻值；

當滿足式(5)時，判定為輸電線路區內發生金屬性或低過渡電阻故障，保護可快速動作，并具有絕對的選擇性；為了保護動作的可靠性，采取5～10ms內判據持續滿足方可動作的策略；當滿足式(6)時，則判定為輸電線路區內發生高過渡電阻故障或區外故障，經延時后保護方能動作；快速判據或延時判據動作都將判定為直流線路區內故障。