[發明專利]一種特高壓直流系統接地極線路保護方法及裝置

有效

• 申請號: 201910866186.1
• 申請日: 2019-09-12
• 公開（公告）號: CN110579685B
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發明（設計）人: 李世龍;滕予非;李小鵬
• 申請（專利權）人: 國網四川省電力公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 成都行之智信知識產權代理有限公司 51256
• 代理人: 徐海林

一種特高壓直流系統接地極線路保護方法，包括步驟1：在接地極線路首端注入至少兩種高頻信號，各高頻信號的頻率不同；步驟2：在接地極線路中采集各高頻信號下的電氣量數據；步驟3：基于步驟2中采集的電氣量數據判斷接地極線路是否發生故障；步驟4：若接地極線路故障，判斷故障為單回線故障或是雙回線故障；步驟5：基于步驟2中采集的電氣量數據和步驟4的判斷結果，定位故障點位置。本發明通過向接地極線路同時注入兩種頻率的高頻信號，求解不同頻率下的線路參數判斷接地極線路是否發生故障，不僅提高接地極線路保護的可靠性，而且能夠實現單回線故障、雙回線故障情況下的故障定位，大幅地提高了故障處理效率，提高電力系統的自動化程度。

技術領域

本發明屬于電力系統及其自動化領域，具體涉及一種特高壓直流系統接地極線路保護方法及裝置。

背景技術

接地極是特高壓直流輸電系統的重要組成部分，主要起到鉗制中性點電壓、為不平衡電流提供通路等作用。然而，隨著特高壓直流工程的快速發展，接地極的選址日益困難。為避免直流偏磁對換流站設備產生影響，部分已投運的直流工程接地極址與換流站的距離已超過100km。而部分設計中的特高壓直流工程，接地極址距離換流站甚至接近200km。因此接地極線路保護不容忽視。

目前特高壓直流系統接地極線路采用同塔雙回的架設方式。傳統的特高壓直流輸電工程的接地極線路保護包括接地極線路差動保護、接地極線路不平衡保護、基于注入法的接地極線路保護。

上述保護方法中，利用基爾霍夫定律的接地極線路差動保護依賴于流經接地極線路的直流電流，當雙極平衡運行或金屬回線運行時，該方法失效，并且差動保護依賴于線路兩側通信，一旦通信中斷，保護將無法正常工作。接地極線路不平衡保護同樣依賴于流經接地極線路的直流電流，當雙極平衡運行或金屬回線運行時，該方法失效。該保護方法在接地極線路末端故障時存在保護死區，且當雙回接地極線路同點接地時保護無法正確識別?；谧⑷敕ǖ慕拥貥O線路保護由于對不同運行狀態下的高頻信號響應特征的研究尚不充分，實際運行中基于注入法的接地極線路保護依然存在明顯缺陷，保護存在較大范圍的死區，拒動情況時有發生。

由此可見，傳統的特高壓直流輸電工程的接地極線路保護無法完全滿足保護性能的要求。為此，發明人設計并在專利CN109217269A中公開了一種特高壓直流系統接地極保護方法，該方法基于高頻注入信號，通過接地極線路首端的高頻信號測量裝置可實現對接地極線路單回線故障和雙回線故障的區分，并且由于保護判據為無量綱的比值數據，避免了由于線路參數的偏差對保護可靠性造成的影響，可正確識別接地極線路全線發生的短路故障。但是，該方法未能實現單回線故障和雙回線故障的故障定位，自動化程度有待進一步提高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種特高壓直流系統接地極線路保護方法及裝置，其向接地極線路同時注入兩種頻率的高頻信號，通過求解不同頻率下的線路參數判斷接地極線路是否發生故障，并確定故障發生的位置，不僅解決了現有接地極線路保護方法可靠性不足的問題，同時能夠實現單回線故障、雙回線故障情況下的故障定位，大幅地提高了故障處理效率，提高電力系統的自動化程度。

現有技術中，傳統的特高壓直流輸電工程的接地極線路保護包括接地極線路差動保護、接地極線路不平衡保護、基于注入法的接地極線路保護。這三種傳統的接地極線路保護方法均存在弊端，在應用時不能可靠地、正確地識別接地極線路全線發生的短路故障。為了解決上述問題，發明人在專利CN109217269A中公開了一種特高壓直流系統接地極保護方法，該方法基于高頻注入信號，通過接地極線路首端的高頻信號測量裝置可實現對接地極線路單回線故障和雙回線故障的區分，并且由于保護判據為無量綱的比值數據，避免了由于線路參數的偏差對保護可靠性造成的影響，可正確識別接地極線路全線發生的短路故障。