[發明專利]一種直流線路50Hz諧波保護防誤動的方法

有效

• 申請號: 201610125427.3
• 申請日: 2016-03-07
• 公開（公告）號: CN105552835B
• 公開（公告）日: 2018-02-06
• 發明（設計）人: 夏勇軍;尹項根;周友斌;張哲;陳堃;戚宣威;胡偉;張時耘;文博;楊凡;黎恒烜;杜鎮安;葉龐琪;雷揚
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: H02H3/50
• 分類號: H02H3/50
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所42113
• 代理人: 孔敏

技術領域

本發明涉及電力系統技術領域，具體是一種直流線路50Hz諧波保護防誤動的方法。

背景技術

直流線路50Hz諧波保護作為橋差動保護/換相失敗保護的后備保護，能夠快速檢測到連續換相失敗或觸發系統故障，并能夠快速檢測整流器或逆變器處的誤觸發。近年來現場發生了多起相鄰變壓器空投導致的諧波保護誤動，進而導致直流閉鎖的事件，嚴重影響交直流互聯系統的安全穩定運行。

變壓器空投產生的勵磁涌流中含有較大的二次諧波，導致換流站交流母線電壓發生畸變，進而使得直流側產生50Hz諧波，易導致諧波保護誤動作。對此問題，相關文獻提到了一些解決方案。種芝藝等(西北電網主變充電引起青藏直流閉鎖的原因分析及對策.電力建設,2013,(3):88-91)提出采用正序二次諧波電壓閉鎖的方法以防止諧波保護在勵磁涌流期間的誤動作，該方法直接可以有效避免諧波保護在勵磁涌流期間的誤動作，但是直接采用正序二次諧波閉鎖判據，可能會導致諧波保護在某些故障情況下出現拒動。田銀剛等(換流站直流諧波保護動作原因分析及處理.青海電力,2014,(S1):66-68)提出在交流母線處加裝100Hz濾波器，以抑制交流母線電壓在勵磁涌流期間的畸變，該方法需要增加一次設備，成本較高，不利于工程實現。

發明內容

本發明提供一種直流線路50Hz諧波保護防誤動的方法，該方法利用交流正序二次諧波電壓能夠準確判斷勵磁涌流的產生以及直流側諧波是否由勵磁涌流造成，不會導致諧波保護的拒動，且無需增加一次設備，易于工程實現。

本發明采用如下技術方案實現：

一種直流線路50Hz諧波保護防誤動的方法，在整個過程中保持對電壓電流進行等間隔采樣，采樣時間間隔Ts為T/N，其中T為電網工頻周期，N為每周期的采樣點數，所述方法包括如下步驟：

步驟一、執行常規50Hz諧波保護功能，在每個采樣間隔都進步驟二，且置標志位flag為0；

步驟二、判斷換流站交流母線電壓是否產生二次諧波

測量換流站交流母線側三相電壓，計算測量電壓中的正序二次諧波幅值U₂₊，當式(2)滿足且flag＝0時，轉入步驟三，將flag置為1，并從0開始計時，計時結果記為t，同時從1開始計數，計數結果記為n，每隔一個采樣點加1；當式(2)滿足，且flag＝1時，直接轉入步驟三，并繼續計時、計數；當式(2)不滿足時，返回步驟一；

U₂₊>U_set(2)

式中：U₂₊為通過快速傅里葉變換計算得到的換流站交流母線電壓二次諧波幅值，U_set為整定值，根據工程經驗設定為30kV；

步驟三、判斷是否產生勵磁涌流，若判斷結果為是則轉入步驟四，否則返回步驟二；

步驟四、判斷直流線路整流側二次諧波是否由勵磁涌流產生；

當式(4)或(5)滿足時，則判斷直流線路整流側二次諧波由勵磁涌流產生，進入步驟五，否則返回步驟二：

式(4)中：U₂₊(k)代表進入步驟三后第k個采樣點的換流站交流母線電壓正序二次諧波幅值，代表I_{r_50}與U₂₊衰減的同步程度，β_r越接近于0，意味著衰減越同步，t_set2為整定的延時，根據工程經驗取0.2s，I_{r_50}(k)代表進入步驟三后第k個采樣點的直流線路整流側電流50Hz諧波分量幅值，β_set為判斷波形相似程度的整定值，根據工程經驗取0.01，

式(5)中：β_i代表I_{i_50}與U₂₊衰減的同步程度，β_i越接近于0，意味著衰減越同步，I_{i_50}(k)代表進入步驟三后第k個采樣點的直流線路整流側電流50Hz諧波分量幅值；

步驟五、調整50Hz諧波保護判據，防止保護誤動

當確定直流線路50Hz諧波電流由勵磁涌流產生后，則在諧波保護的判據中抬高諧波保護的動作門檻值，以提高諧波保護的可靠性，防止誤動：

當判據(4)滿足時，將式(1)所示的諧波保護判據調整為：

I_{r_50}>I_{set_N}+k_{set_N}×I_dCN(6)