[發明專利]一種適用于交直流混合配電網的直流線路保護方法

有效

• 申請號: 201810369746.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108599116B
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 陳曦;李勇;梁爽;孫辰軍;胡平;柴小亮;王敏
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網河北省電力有限公司;國網河北省電力有限公司保定供電分公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種適用于交直流混合配電網的直流線路保護方法，包含主保護、近后備保護及遠后備保護。主保護由電流差動保護、過流保護和不平衡電流保護組成。近后備保護由電流方向保護和低電壓保護組成，不受過渡電阻影響，保護范圍為線路全長。遠后備保護由電流方向保護、極間電壓保護、不平衡電壓保護和微分不平衡電壓保護組成。為降低交流故障，特別是單相接地短路后，交流保護拒動導致直流電網運行異常，可通過遠后備保護隔離交流故障。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護技術領域，特別是涉及適用于交直流混合配電網的直流線路保護方法。

背景技術

直流線路中，為保護電力電子器件，換流站一般具有過流閉鎖功能，提高了對直流線路保護的速動性要求。因故障電流行波和故障電壓行波的延時時間一般不超過1ms，滿足速動性要求，故一般采用行波保護和電壓突變量保護配合，作為直流線路的主保護。但作為單端電氣量保護的行波保護，存在整定值不易確定，難以區分區內、外故障的問題，且受過渡電阻影響較大，需要對其進行改進。為削弱過渡電阻對保護的影響，目前通過分析不易受過渡電阻影響的故障電流峰值時間，識別故障類型，并采用兩段保護相配合實現保護線路全長，但與行波保護類似，也存在整定值難以確定的問題。利用電壓特征判斷故障類型，但該方法無法確定故障位置。還可通過分析故障行波特征等方式實現故障定位。如將線路兩端的反行波幅值積分比值，作為直流線路區內、外故障判據。或利用區內、外故障時，直流線路兩側電壓突變量與電流突變量的方向特征不同，判斷故障位置。但在采用模塊化多電平換流器(modular multilevel converter，MMC)的直流配電網中，一般不設有平波電抗器和濾波電抗，且直流配電網結構多樣，限流電抗器大小及安裝位置并不統一，直流線路兩端并不一定都有物理邊界。故利用物理邊界設置的保護方案并不適用于含MMC的交直流混合配電網。

此外，目前用于直流配電網的線路保護方案，大多只考慮本段線路的保護，對被保護線路與相鄰線路配合，以及交流故障影響的考慮較少，且沒有明確的保護區域劃分。

因此，希望有一種適用于交直流混合配電網的直流線路保護方法解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于交直流混合配電網的直流線路保護方法，包括：包含完整的主保護、近后備保護及遠后備保護。

所述主保護由電流差動保護、電流過流保護和正、負極電流不平衡保護組成。其中，電流差動保護用于判斷故障位置，過流保護和電流不平衡保護用于識別故障類型。保護范圍為，整段直流線路。

所述近后備保護由電流方向保護和低電壓保護組成，電流方向保護確定故障區域，低電壓保護判斷故障類型。不受過渡電阻影響，保護范圍為線路全長。

所述遠后備保護由用于確定故障位置的電流方向保護，以及用于確定故障類型的極間電壓保護、不平衡電壓保護和微分不平衡電壓保護組成。當下游被保護設備也為直流線路時，遠后備保護范圍為本段線路及下級線路。當下游被保護設備為換流器時，遠后備保護范圍從本段線路始端到換流器交流出口處。

優選的，所述主保護包括如下步驟：

步驟1根據總差流判據確定被保護線路內部是否存在故障；

規定總差流判據連續n次(一般取3～5次)成立，則判為被保護線路區內故障。所述總差流判據如式(1)所示：

i_dcDiff＞I_set1.1 (1)

其中，I_set1.1為總差動電流定值，按式(2)所示原則計算：

I_set1.1＝K_set1.1max{|I_dcD.sup|，|I_dcD.sub|，|I_dcD.nor|} (2)