[發明專利]用于在混合配置輸電線路中檢測故障的方法和設備

有效

• 申請號: 201580079713.4
• 申請日: 2015-05-05
• 公開（公告）號: CN107636921B
• 公開（公告）日: 2019-10-11
• 發明（設計）人: A·布雷克;王建平;潘久平;R·努奎;李幼儀
• 申請（專利權）人: ABB瑞士股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/06;G01R31/11;G01R31/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 李輝;潘聰

公開了一種用于在混合配置輸電線路(10)中故障檢測的方法和設備，該輸電線路(10)包括多個部分(11，12，13)，該多個部分(11，12，13)被布置在該輸電線路(10)的一端(S1)與該輸電線路(10)的另一端(S2)之間，并且包括至少一個架空線部分(11，13)以及至少一個電纜部分(12)。基于將在該輸電線路的一端(S1)和另一端(S2)處的行波電壓或者電流時間導數與選定的閾值進行的比較，確定在該輸電線路(10)的至少一個電纜部分(12)中是否有故障發生。本發明的實施例利用在電纜部分(12)與相鄰架空線部分(11，13)之間的結點(14，15)處可能發生的行波電壓和/或電流的放大來確定在該輸電線路(10)的電纜部分(12)中是否有故障發生。

技術領域

本發明一般涉及輸電系統領域，例如可以包括高壓直流(HVDC)電力系統。特別地，本發明涉及一種在輸電線路中故障檢測的方法，該輸電線路包括多個部分，該多個部分包括至少一個架空線部分以及至少一個電纜部分，并且其中在該輸電線路中發生故障的情況下，具有在該輸電線路中產生的行波信號。

背景技術

可以采用故障保護或者檢測單元，用于監測輸電系統或者輸電網絡或者輸電電網的一條或者幾條輸電線路。在輸電線路中發生故障的情況下，該故障保護單元可以使位于該輸電線路每一端處的斷路器跳閘或者斷開，以便將發生故障的輸電線路與輸電系統中的其余部分斷開連接。因此，在輸電系統中傳播故障的風險可以被減小或者甚至被消除。隨后，根據故障類型，該斷路器可以被自動合上，以便快速恢復通過之前與輸電系統的其余部分斷開連接的輸電線路的電力傳輸。這可以被稱為自動重合閘。因此，一旦暫時或者暫態的故障已被清除，或者在基于熄弧時間選定或者預定的某個時間段之后，該熄弧時間例如可以基于當斷路器斷開中斷電流時熄滅可能出現在斷路器中的電弧所估計的需要的時間來設置，自動重合閘可以例如在跳閘信號被傳輸到(多個)斷路器的情況下被啟動。

因此，在架空輸電線路或者架空線(OHL)中，可以利用自動重合閘保護。在OHL中，大多數故障是暫時或者暫態故障，例如由于雷擊和/或閃絡。由于故障的暫時或者暫態本質，可以因此應用自動重合閘保護方案。另一方面，在僅基于電纜的輸電線路中，幾乎所有可能發生的故障都是永久性故障，例如可能是由于導體之間的短路。在那種情況下，不應該應用自動重合閘。在某些情況下，永久性故障也可以發生在OHL中。在永久性故障的情況下，自動重合閘動作不成功之后，故障線路通常將必須再次由保護設備跳閘(隔離)。然后，帶有永久性故障的線路將由維修人員維修。

在高壓直流(HVDC)電力系統中，DC斷路器可以在HVDC輸電線路中發生DC故障后跳閘，并且在此之后通常通過重合閘該DC斷路器使該HVDC輸電線路重新上電。如果該故障是暫時的，HVDC變流器將升高它們的功率輸出，回到所需的HVDC輸電線路負載。如果該故障是永久性的，則HVDC輸電線路將再次被跳閘，然后斷電用于維修。考慮一個基于多端電壓源變流器(VSC)的HVDC電力系統作為示例。在這樣的電力系統中，DC電纜或者DC OHL上的故障通常通過使用DC斷路器來暫時關閉該DC線路或者暫時使該DC線路停止運行，而從電力系統的其余部分被隔離。對于OHL，DC線路在基于熄弧時間的選定或者預定的重合閘等待時間之后，可以被重新投入運行，以允許在暫時故障情況下被恢復絕緣。然而，如果故障是永久性故障，則DC線路將在重合閘之后再次被關閉。在那種情況下，該DC線路可能必須被關閉相對較長的時間，以便允許維修人員定位以及消除故障。導致DC線路故障的事件主要出現在當該DC線路被上電時的正常運行期間。對DC OHL中的故障，DC斷路器通常被設計成在某個選定或者預定時間段之后自動重合閘，該時間段的長度是基于用于恢復故障位置處的絕緣所花費的熄弧時間。在暫時故障的情況下，DC斷路器將首先跳閘，然后DC線路將在自動重合閘成功之后被恢復到正常運行。然而，在永久性故障的情況下，DC斷路器需要在自動重合閘之后再次跳閘，因為該DC線路中仍然可能有故障存在。