[發(fā)明專(zhuān)利]一種高壓直流輸電線路單端自適應(yīng)保護(hù)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010134297.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111293676B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 童曉陽(yáng);楊明杰
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H02H7/26
• 分類(lèi)號(hào): H02H7/26;H02H3/00
• 代理公司: 成都點(diǎn)睛專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

1.一種高壓直流輸電線路單端自適應(yīng)保護(hù)方法，包括以下步驟：

步驟1：采集換流站處保護(hù)裝置中采樣序號(hào)i的電壓和電流，分別減去一個(gè)采樣時(shí)間窗前時(shí)刻的電壓和電流，計(jì)算得到電壓故障分量ΔU_i和電流故障分量ΔI_i，采用公式(1)，計(jì)算得到采樣序號(hào)i的極波電壓P_i：

P_i＝ΔU_i-Z_PΔI_i (1)

其中，Z_P為線路的極波阻抗；

步驟2：利用采樣序號(hào)i及其前面5個(gè)采樣時(shí)刻的極波電壓，采用公式(2)，計(jì)算得到采樣序號(hào)i的極波電壓梯度算子

其中P_i-j是采樣序號(hào)i-j的極波電壓；

當(dāng)極波電壓梯度算子大于梯度閾值時(shí)，則保護(hù)裝置啟動(dòng)，該時(shí)刻為保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻或稱(chēng)檢測(cè)到的故障極波波頭的到達(dá)時(shí)刻；

用保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻的電流減去前面第5個(gè)采樣時(shí)刻的電流，計(jì)算得到電流突變量，如果電流突變量為負(fù)，則電流極性為負(fù)極，就確定為本側(cè)區(qū)外故障，返回到步驟1；如果電流突變量為正，則電流極性為正極，確定是疑似區(qū)內(nèi)故障或?qū)?cè)區(qū)外故障，轉(zhuǎn)到步驟3；

步驟3：將保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻向后延時(shí)5個(gè)采樣時(shí)刻后，再連續(xù)采集一個(gè)采樣時(shí)間窗中各采樣時(shí)刻的電流電壓，計(jì)算得到各采樣時(shí)刻的電壓故障分量和電流故障分量，通過(guò)公式(1)，分別計(jì)算得到各采樣時(shí)刻的極波電壓，然后，利用一次多項(xiàng)式擬合法，對(duì)各采樣時(shí)刻的極波電壓幅值進(jìn)行擬合，得到的一次多項(xiàng)式的一次系數(shù)，作為極波電壓幅值的擬合斜率y′；

先將保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻前極波電壓幅值減去各采樣時(shí)刻的極波電壓幅值，分別得到每個(gè)采樣時(shí)刻的極波電壓幅值變化量，再分別對(duì)它們?nèi)〗^對(duì)值，然后對(duì)這些采樣時(shí)刻的極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值求取平均值，從而得到采樣時(shí)間窗中所有極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值的平均值ΔP_ave；

步驟4：將擬合斜率y′的絕對(duì)值|y′|和斜率閾值y′_set進(jìn)行比較，如果|y′|大于等于斜率閾值y′_set，則將ΔP_ave與閾值ΔP_{set_2}進(jìn)行比較，如果滿足ΔP_aveΔP_{set_2}，則判斷直流輸電線路故障，線路保護(hù)裝置動(dòng)作；否則，判斷直流輸電線路線路正常，返回到步驟1；如果|y′|小于斜率閾值y′_set，則比較ΔP_ave和閾值ΔP_{set_1}，如果滿足ΔP_aveΔP_{set_1}，則判斷直流輸電線路故障，線路保護(hù)裝置動(dòng)作；否則，判斷直流輸電線路線路正常，返回到步驟1；

構(gòu)造的高壓直流輸電線路單端自適應(yīng)保護(hù)判據(jù)如下：

通過(guò)該判據(jù)，根據(jù)擬合斜率y′的絕對(duì)值|y′|的大小，自適應(yīng)地選擇不同的極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值的平均值閾值ΔP_set為ΔP_{set_1}或ΔP_{set_2}，再將采樣時(shí)間窗中所有極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值的平均值ΔP_ave與閾值ΔP_set進(jìn)行比較，來(lái)檢測(cè)高壓直流輸電線路的區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電線路單端自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于：所述梯度閾值取電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的額定電壓的0.01倍。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高壓直流輸電線路單端自適應(yīng)保護(hù)方法，其特征在于：所述極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值的平均值ΔP_ave為采樣時(shí)間窗中各采樣時(shí)刻的極波電壓幅值變化量的絕對(duì)值的平均值，由下式得到：

式中，N是采樣時(shí)間窗的采樣點(diǎn)個(gè)數(shù)，N取20；ΔP_i是采樣序號(hào)i的極波電壓幅值變化量，它是保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻前極波電壓幅值減去該采樣時(shí)刻的極波電壓幅值。