[發明專利]基于電壓歐幾里得距離的直流線路保護方法及系統

有效

• 申請號: 202011459551.6
• 申請日: 2020-12-11
• 公開（公告）號: CN112736864B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 張懌寧;吳健穎
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司檢修試驗中心
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26
• 代理公司: 廣州科粵專利商標代理有限公司 44001
• 代理人: 鄧潮彬;黃培智

本發明公開了一種基于電壓歐幾里得距離的直流線路保護方法及系統，涉及直流輸電系統技術領域，所述方法包括獲取直流電抗器的電壓信號；構建第一判據，根據所述第一判據判斷系統保護是否啟動；構建第二判據，根據構建的所述第二判據判斷系統故障方向；構造第三判據，根據構建的所述第三判據判斷系統正向故障的內外部；若判定為正向內部故障，執行故障選極程序；若判定為正向外部故障，則程序結束，保護不動作。本發明解決現有基于直流電抗器幅值的保護原理耐受故障電阻能力差的問題。

技術領域

本發明涉及直流輸電系統技術領域，具體涉及一種基于電壓歐幾里得距離的直流線路保護方法及系統。

背景技術

直流線路具有阻尼小、故障電流上升快的特點，因此需要在極短時間內切除故障。配合混合直流斷路器的故障切除時間要求為6ms，則主保護的出口時間要在3ms內。現有直流線路保護方案可以分為兩類：基于時域分析的保護原理和基于頻域分析的保護原理?；跁r域分析的保護原理常利用故障信息的幅值、極性、變化率構造保護原理。但由于時域信號易受故障電阻和噪聲干擾的影響，導致可靠性較低。現有行波保護方案最大識別電阻只有100Ω。有發明利用直流電壓的變化率進行故障識別，但仍存在反應過渡電阻能力差的問題。為此，基于電壓、電流變化量乘積的故障識別原理被提出，雖然增加了耐過渡電阻能力，但可靠性仍然較差。通過調研發現，雖然現有基于時域分析的保護原理受高阻故障和噪聲干擾的影響大，但其憑借原理簡單，易于實現等優點較為廣泛的應用在現有直流工程中。

隨著小波變換等數學工具的引入，基于頻域分析的保護原理受到了廣泛的關注。有發明提出基于故障電流頻率的縱聯保護方案，利用不同頻率的故障電流識別區內、外故障。有發明利用小波變換提取高頻暫態電壓分量，提出基于區內外暫態能量差異的故障識別方案?；陬l域分析的保護原理常利用小波分析等數學工具提出多頻率故障信息進行故障識別。然而，這種數學工具進行數據處理自身存在延時，降低了保護的速動性。

多端混合直流系統的電壓源型換流器出口處均安裝有直流電抗器，其不僅具有限制故障電流的作用，還可作為直流線路保護的天然邊界。因此，國內外學者利用直流電抗器提出了多種故障識別方法。有發明利用直流電抗器電壓幅值作為特征值進行故障識別，但是該時域保護方案在遠端高阻故障時存在死區問題。有發明利用直流電抗器電壓變化率進行故障識別，增加了故障電阻的識別能力，但其故障電阻識別的閾值有限。有發明提出一種基于阻抗角差異的故障識別原理，可以識別300Ω的故障電阻，但是其仍存在頻域分析保護原理的固有缺點。

現有的直流輸電系統的線路主保護常常采用行波保護，但行波保護易受高阻故障的影響。因此，遠距離高阻故障難識別問題是基于單端保護原理的共同問題。另外，現有工程的單端時域保護原理耐受噪聲干擾的能力不強，使得保護不正確動作的風險增加，噪聲干擾問題亦亟需解決。

發明內容

針對現有技術中的基于直流電抗器幅值的主保護原理利用頻域的保護原理解決高阻故障問題，基于頻域的保護原理存在實際應用困難的問題，本發明提供一種基于電壓歐幾里得距離的直流線路保護方法及系統，解決現有基于直流電抗器幅值的保護原理耐受故障電阻能力差的問題。

為實現上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于電壓歐幾里得距離的直流線路保護方法，用于直流電抗器，包括：

步驟1：獲取直流電抗器的電壓信號；

步驟2：構建第一判據，根據所述第一判據判斷系統保護是否啟動；若是，則執行步驟3，若否，則退回到步驟1；

步驟3：構建第二判據，根據構建的所述第二判據判斷系統故障方向；若判定為正向故障，則執行步驟4，若判定為反向故障，則程序結束，保護不動作；

步驟4：構造第三判據，根據構建的所述第三判據判斷系統正向故障的內外部；若判定為正向內部故障，執行故障選極程序；若判定為正向外部故障，則程序結束，保護不動作。