[發明專利]柔性直流輸電交流連接線區單相接地故障控制保護方法

有效

• 申請號: 202110240408.6
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112886556B
• 公開（公告）日: 2022-12-16
• 發明（設計）人: 丁曉兵;文晶;陳朝暉;操豐梅;李正紅;梅紅明;李捷;于華龍;邱建;張海棠;田慶
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司;北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H3/087;H02J3/36;G01R31/08
• 代理公司: 北京智繪未來專利代理事務所(普通合伙) 11689
• 代理人: 張紅蓮;王萍

本發明公開了柔性直流輸電交流連接線區單相接地故障控制保護方法。在柔性直流輸電系統變壓器閥側中性點經高阻接地方式下，當交流連接線區發生單相接地故障時，本發明介紹了一種保護配置及其與控制聯動隔離故障的方法。本發明采用零序功率差動保護與中性點過流保護配合，快速識別區內故障，避免區外故障的誤動，提高多端柔性直流輸電系統運行可靠性。同時考慮到交流連接線區發生單相接地故障時零序電流較小，通過投入中性點電阻旁路開關，進一步提高交流連接線區單相接地故障識別的靈敏度。

技術領域

本發明屬于電力系統領域，更具體地，涉及柔性直流輸電交流連接線區單相接地故障控制保護方法，適用于模塊化多電平柔性直流輸電控制保護系統。

背景技術

柔性直流輸電(VSC-HVDC)技術是當前電網技術發展的熱點。模塊化多電平換流器(MMC)的閥臂由多個子模塊(SM)組成，通過多個子模塊輸出電平的疊加輸出正弦波信號，具有開關頻率降低、損耗低、諧波小等優點，易于拓展至更高電壓等級，是目前柔性直流輸電研究應用的主要方向。

柔性直流輸電系統中，為保證直流母線正負對稱性，需要在換流變閥側或者直流側設置接地點。目前換流變閥側中性點經高阻接地為現階段最優設計，已投運的幾個工程項目也多采用這種方式。

柔性直流輸電系統交流連接線區包含啟動電阻等一次設備，該區域的單相接地故障也是柔性直流輸電的典型故障之一。目前文獻主要集中于故障限流和可靠閉鎖，對于單相接地故障定位的研究較少。

對于雙端的柔直系統，任何一側交流連接線區出現單相接地故障后，兩個換流站的中性點均流過故障電流，導致兩個換流站的中性點過流均動作，這樣的動作行為非常不利于故障的排查和維護。

對于多端柔直系統，任何一側交流連接線區單相故障均可導致所有換流站中性點過流而閉鎖，不利于多端柔直系統的可靠運行。因此研究準確定位交流連接線區單相接地故障的方法將會非常有意義和并具有實用性。

發明內容

為解決現有技術中存在的不足，本發明的目的在于，針對柔性直流交流連接線區單相接地故障特點進行研究，提供一種柔性直流輸電系統交流連接線區單相接地故障控制保護方法，柔性直流輸電系統變壓器閥側中性點經高阻接地方式下，當交流連接線區發生單相接地故障時，提供了一種保護配置及其與控制聯動隔離故障的方法，采用零序功率差動保護與中性點過流保護配合，快速識別區內故障，避免區外故障的誤動，提高多端柔性直流輸電系統運行可靠性。同時考慮到交流連接線區發生單相接地故障時零序電流較小，通過投入中性點電阻旁路開關，進一步提高交流連接線區單相接地故障識別的靈敏度。

本發明采用如下的技術方案。本發明的第一方面提供了一種柔性直流輸電交流連接線區單相接地故障控制保護方法，包括：以各交流連接線區的首端和末端的測點處零序功率構建零序功率差動保護判據，以中性點電流構建中性點過流保護判據，若任一交流連接線區的零序功率差動保護動作，或零序功率差動保護未動作但中性點過流保護動作且滿足中性點過流保護動作延時，閉鎖本側直流。

優選地，當任一交流連接線區發生單相接地故障后，其換流站側的控制保護動作；其它交流連接線區換流站側的控制保護不動作。

本發明的第二方面提供了一種柔性直流輸電交流連接線區單相接地故障控制保護方法，包括以下步驟：

步驟1，在交流連接線區進行交流電壓、交流電流采樣；

步驟2，以步驟1獲得的采樣結果進行零序功率計算與判別，若滿足零序功率差動保護判據，啟動零序功率差動保護；同時，以步驟1獲得的采樣結果進行中性點過流保護判別；若滿足中性點過流保護判據，啟動中性點過流保護；

步驟3，判斷零序功率差動保護或中性點過流保護是否啟動；若判斷結果為是，繼續執行步驟4；若判斷結果為否，則保護動作邏輯返回；