[發明專利]真雙極MMC-HVDC輸電系統單極接地故障自適應重合閘方法

有效

• 申請號: 201710718891.8
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN107359588B
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 李斌;何佳偉;戴冬康;李曄
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02H3/06
• 分類號: H02H3/06;H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李素蘭

本發明公開了一種真雙極MMC?HVDC輸電系統的新型單極接地故障自適應重合閘方法，當發生單極接地故障并隔離故障極線路以后，在經歷一段時間的去游離過程以后，測量故障極線路對地電壓U_f：根據輸電線路間靜電感應原理，若U_f>U_set，表明線路出現了殘壓，故障點已經消失，判定該故障為瞬時性故障，在延時Δt₂后，重啟故障極換流器，若利用直流斷路器實現故障隔離，還需重合直流斷路器；若U_f<U_set，表明線路殘壓很小，故障點仍然存在，判定該故障為永久性故障，不重啟故障極換流器。該方法無需解鎖換流器就能實現對故障性質的預判，不會對系統造成二次危害。與現有的真雙極MMC?HVDC輸電系統重合閘方法相比，有效避免了其重合于永久性單極接地故障時導致的二次過流沖擊。

技術領域

本發明涉及電力系統保護控制領域，特別是涉及一種適用于真雙極MMC-HVDC輸電系統的單極接地自適應重合閘判斷方法。

背景技術

真雙極MMC-HVDC輸電系統架空線路發生單極接地故障時，隔離故障極線路后，非故障極仍能繼續運行。考慮到架空線路輸電時瞬時性故障發生概率較高，因此需要配置重合閘方法判斷故障性質，以保證瞬時性故障情況下，能夠在故障消失以后快速恢復故障極。

目前，基于架空線路輸電的真雙極MMC-HVDC配置的重合閘方法一般是：在隔離故障極線路并經歷一段時間的去游離過程以后，解鎖故障極換流器(若利用直流斷路器隔離故障，則還需重合直流斷路器)，通過判斷能否建立直流電壓來判斷故障是否仍然存在。這種方法簡單可靠，但是在重合于永久性故障時會由于換流器內子模塊電容的二次放電而產生二次過電流，對系統的安全可靠運行造成極為不利的影響。針對這一問題，有必要設計一種能夠預判故障性質的自適應重合閘方法。

發明內容

針對目前架空線柔性直流輸電系統重合閘方法重合于永久性故障時會對系統造成二次過流沖擊的問題，本發明提出了一種真雙極MMC-HVDC輸電系統的新型單極接地故障自適應重合閘方法，能夠實現故障性質的預判。

本發明的一種真雙極MMC-HVDC輸電系統單極接地故障自適應重合閘方法，該方法包括以下步驟：

步驟1、發生單極接地故障并快速隔離故障極線路以后，經歷去游離過程的延時Δt₁，直至故障點徹底熄弧；

步驟2、測量故障極線路對地電壓U_f；

步驟3、將故障極電壓U_f與重合閘判斷整定值U_set進行比較：

根據輸電線路間靜電感應原理，若U_f>U_set，判定該故障為瞬時性故障，在延時Δt₂后，重啟故障極換流器，若利用直流斷路器實現故障隔離，還需重合直流斷路器；

若U_f<U_set，判定該故障為永久性故障，不重啟故障極換流器。

其中上述中重合閘判斷門檻值U_set整定計算原則為：若故障點一直存在，被切除的故障極線路電壓將一直被故障點鉗位在0值附近；若故障點已經消失，被切除的故障極線路將會由于靜電感應而在仍處于帶電運行狀態的正常極作用下感應出一定的電壓(這也是本發明提出的自適應重合閘策略的根本原理)。據此，本發明提出如式(1)所示的U_set整定計算方法；

上式中，U_health為非故障極對地運行電壓；k為可靠系數，一般取為5～10；α₂₁、α₁₁分別代表兩極間互電位系數和非故障極自電位系數，根據靜電場理論可得其計算公式分別如式(2)～(3)所示。