[發明專利]基于電壓、電流突變方向的高壓直流輸電線路保護方法

有效

• 申請號: 201210295511.1
• 申請日: 2012-08-20
• 公開（公告）號: CN102820643A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 陳青;邢魯華;高湛軍
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 鄧建國

1.一種基于電壓、電流突變方向的高壓直流輸電線路保護方法，該方法的實現步驟如下：

步驟（1）對直流輸電線路保護安裝處的電壓、電流突變量的方向特征進行分析；

步驟（2）提出判別電壓、電流突變量方向的判據：

將電壓突變量和電流突變量在一段時間內的積分值與設定門檻值比較，判別電壓突變量和電流突變量的方向；

步驟（3）提出高壓直流輸電線路保護判據與方法。

2.如權利要求1所述的基于電壓、電流突變方向的高壓直流輸電線路保護方法，其特征是，所述步驟（1）中，在發生故障的瞬間,即控制系統未啟動或控制系統開始調整但仍未調整到穩定狀態的暫態過程中：

1)正極或負極線路發生區內故障時，該極線路上整流側保護測量處的電壓突變量與電流突變量的方向相反，逆變側兩者方向相同；

2)發生極-極故障時，整流側和逆變側保護測量處的電壓、電流突變量仍符合以上特征；

3)與區內故障時不同，正極和負極整流站和逆變站電抗器外側故障時，線路兩端保護測量處的電壓、電流突變量的方向同時相同或同時相反；

4)交流母線處故障時電壓、電流突變量的方向特征與對應的電抗器外側故障相同。

3.如權利要求1所述的基于電壓、電流突變方向的高壓直流輸電線路保護方法，其特征是，所述步驟（2）中，

1)由于以上電壓、電流突變量方向的暫態分析均為故障發生后至調節器的調節過程沒有完成前這段時間，研究表明該調節過程至少需要5ms，因此數據窗長度不宜大于5ms；雷電干擾持續時間一般為3ms，因此數據窗長度宜大于3ms；綜上，積分計算的數據窗長度為5ms；

2)直流電壓控制的整定值通常選取為1.05p.u.，高阻抗接地時低電壓保護判據定值取為0.7p.u.，則判別電壓突變量方向的門檻值宜取在0.05~0.3p.u.之間；選取0.15倍的額定電壓在5ms內的積分值作為判別電壓突變量方向的門檻值；直流系統電流控制特性中，絕大多數高壓直流輸電工程所采用的電流裕度都是0.1倍的額定電流，故障穩態電流為0.1倍的額定電流，因此，判別電流突變量方向的門檻值按0.1倍的額定電流在5ms內的積分值整定；

3)電壓、電流突變量方向判別判據：

D_ir(Δu)＝1,(Σm=1N(Δu)>krNUset)]]>

D_ir(Δu)＝-1,(Σm=1N(Δu)<-krNUset)]]>

D_ir(Δi)＝1,(Σm=1N(Δi)>krNIset)]]>

D_ir(Δi)＝-1，(Σm=1N(Δi)<-krNIset)]]>

式中，Δu、Δi分別表示電壓、電流突變量，D_ir表示突變量方向；若成立，Δu的方向為正，記為D_ir(Δu)=1；若成立，Δu的方向為負，記為D_ir(Δu)=-1；同理，若成立，Δi的方向為正，記為D_ir(Δi)=1；若成立，Δi的方向為負，記為D_ir(Δi)=-1；

式中，m＝N，N為所選數據窗內的采樣點個數，N為自然數；kr為可靠系數，取1.2~1.5；U_set=0.15U_n，U_n為直流輸電系統的額定電壓；I_set=0.1I_n，I_n為直流輸電系統的額定電流；

4)電壓、電流突變量的計算間距為10ms；若保護采樣頻率為10kHz，Δu和Δi的計算公式分別為：

Δu(K)＝u(K)-u(K-100)

Δi(K)＝i(K)-i(K-100)

式中，K為采樣點個數，K為大于100的自然數；u(K)、i(K)分別表示電壓、電流的第K個采樣值，u(K-100)、i(K-100)分別表示電壓、電流的第（K-100）個采樣值，Δu(K)、Δi(k)分別表示計算得出的第K個電壓、電流突變量的值。