[發(fā)明專(zhuān)利]計(jì)及直流接入的交流線(xiàn)路故障判斷方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811614540.3
• 申請(qǐng)日: 2018-12-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109613383A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛志英;謝民;曹虹;李仲青;王同文;俞斌;蔣帥;邵慶祝;竇竟銘;葉遠(yuǎn)波;藥韜;于洋;張駿;程曉平;王棟;陳實(shí);吳迪;戴長(zhǎng)春;黃太貴;孫月琴;王海港;張煒;劉路登;高博;汪玉;孫輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司;國(guó)家電網(wǎng)有限公司;國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01R31/02
• 分類(lèi)號(hào): G01R31/02;G01R31/08
• 代理公司: 北京工信聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11266
• 代理人: 胡秋立

本發(fā)明涉及一種計(jì)及直流接入的交流線(xiàn)路故障判斷方法及系統(tǒng),包括監(jiān)測(cè)線(xiàn)路兩端母線(xiàn)電壓的正序、零序分量幅值，滿(mǎn)足條件即啟動(dòng)保護(hù)；計(jì)算線(xiàn)路兩端的零序電流方向角、正序電流幅值，帶入設(shè)定公式進(jìn)行判斷；從而可以判斷是否是故障線(xiàn)路。本發(fā)明能夠較為準(zhǔn)確的判斷故障線(xiàn)路。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種計(jì)及直流接入的交流線(xiàn)路故障判斷方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

特高壓直流輸電技術(shù)由于其在遠(yuǎn)距離、大容量、非同步電網(wǎng)互聯(lián)等方面具有特殊的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)在我國(guó)電網(wǎng)中得到不少應(yīng)用，甚至華東、華中等區(qū)域電網(wǎng)中已經(jīng)初步形成了交直流混聯(lián)的電網(wǎng)格局。特高壓直流輸電的接入給受端電力系統(tǒng)增加了一個(gè)快速動(dòng)態(tài)電源，且這個(gè)電源對(duì)原交流電網(wǎng)的故障十分敏感。當(dāng)互聯(lián)電網(wǎng)的交流側(cè)發(fā)生故障時(shí)，由于換流站電力電子器件的非線(xiàn)性特性以及直流控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)的快速性，直流系統(tǒng)的等值電流、阻抗、功率等電氣量均會(huì)發(fā)生突變，使得互聯(lián)系統(tǒng)的暫態(tài)故障特性與純交流系統(tǒng)有所不同。這必然會(huì)給現(xiàn)有的交流保護(hù)帶來(lái)不同程度的影響。

現(xiàn)有的保護(hù)整定方法在涉及到直流接入時(shí)，通常不計(jì)直流系統(tǒng)和直流控制的影響。但在某些情況下，尤其是聯(lián)于弱交流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)提供的短路電流是不能忽略的。圖1所示為我國(guó)某直流特高壓工程受端電網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其中，換流站交流1000kV母線(xiàn)無(wú)交流電源支撐。

距離保護(hù)作為一種單端量保護(hù)，具有不受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響等優(yōu)點(diǎn)，是目前高壓交流線(xiàn)路保護(hù)的典型配置之一。特高壓直流接入后，交流故障可能會(huì)引起與直流系統(tǒng)相聯(lián)的交流母線(xiàn)電壓大幅波動(dòng)，從而引發(fā)換相失敗，進(jìn)一步導(dǎo)致直流電流的較大波動(dòng)。這將影響到距離保護(hù)經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)測(cè)量阻抗的準(zhǔn)確性。假設(shè)故障電流為I_f，流過(guò)保護(hù)裝置的電流為I_k，正方向經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)，阻抗繼電器的測(cè)量阻抗Z_k如下：Z_k＝Z₁+Z_R。其中，Z₁為故障點(diǎn)到保護(hù)安裝處的線(xiàn)路阻抗；Z_R為過(guò)渡電阻引起的附加阻抗。對(duì)雙側(cè)電源系統(tǒng)，短路電流由線(xiàn)路兩端的電源分別提供。當(dāng)I_f和I_k不同相時(shí)，有：其中，β為I_f和I_k之間的角度差。當(dāng)β為負(fù)時(shí)，Z_R為容性，可能引起距離保護(hù)超越；當(dāng)β為正時(shí)，Z_R為感性，可能引起距離保護(hù)欠范圍，導(dǎo)致現(xiàn)有交流線(xiàn)路后備距離保護(hù)在直流接入后無(wú)法準(zhǔn)確反映經(jīng)阻抗接地故障的測(cè)量阻抗，從而可能出現(xiàn)拒動(dòng)或誤動(dòng)的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中受端交流線(xiàn)路的后備保護(hù)在經(jīng)過(guò)渡電阻接地的情況下容易拒動(dòng)或誤動(dòng)的問(wèn)題，從而提供一種避免發(fā)生拒動(dòng)或誤動(dòng)的計(jì)及直流接入的交流線(xiàn)路故障判斷方法及系統(tǒng)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的一種計(jì)及直流接入的交流線(xiàn)路故障判斷方法，包括如下步驟：監(jiān)測(cè)疑似故障線(xiàn)路兩端的母線(xiàn)電壓，在正序電壓低于第一閾值或零序電壓高于第二閾值時(shí)，啟動(dòng)后備保護(hù)；接收所述疑似故障線(xiàn)路兩端的電壓、電流采樣值，根據(jù)所述電壓、電流采樣值計(jì)算所述線(xiàn)路第一端的零序電流方向角以及正序電流幅值，以及線(xiàn)路第二端的零序電流方向角以及正序電流幅值；判斷所述線(xiàn)路第一端的零序電流方向角與所述線(xiàn)路第二端的零序電流方向角的電流相位差是否在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，以及判斷所述線(xiàn)路第一端的正序電流幅值與所述線(xiàn)路第二端的正序電流幅值的比值是否小于第二預(yù)設(shè)值，若所述電流相位差不在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)或所述正序電流幅值的比值大小所述第二預(yù)設(shè)值，則認(rèn)定為故障線(xiàn)路；否則，認(rèn)定為非故障線(xiàn)路。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述第一預(yù)設(shè)范圍與閉鎖角相關(guān)，判斷其中，為線(xiàn)路第一端的零序電流方向角，為線(xiàn)路第二端的零序電流方向角，為電流相位差，為閉鎖角，當(dāng)所述電流相位差不在第一預(yù)設(shè)范圍內(nèi)時(shí)，則認(rèn)定為故障線(xiàn)路；否則，認(rèn)定為非故障線(xiàn)路。