[發明專利]一種用于直流電網單端保護的故障識別方法

有效

• 申請號: 202110491449.2
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113030653B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 王洪彬;周念成;王強鋼;倪靜怡;廖建權;魏能嶠;于大川
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08;H02H7/26;H02J3/36
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

1.一種用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

實時采集線路的瞬時電流，當電流變化率超過保護啟動閾值g時，則判斷發生故障，并獲取故障電流；

對故障電流進行模量分解，計算故障電流的線模分量增量Δi₁；

根據故障發生時的電流變化率K確定閾值縮比因子：

式中，最大電流變化率K_max、最小電流變化率K_min分別對應首端金屬性故障的電流變化率、末端高阻故障的電流變化率；K_S表示閾值縮比因子；

根據閾值縮比因子自適應整定區內故障保護閾值：

k′_set1＝K_Sk_set1；

式中，k_set1表示預設區內故障保護閾值，k′_set1表示自適應區內故障保護閾值；

根據故障電流的線模分量增量Δi₁和自適應區內故障保護閾值k′_set1判斷故障發生區域：當Δi₁＞k′_set1，則判斷發生區內故障；當0＜Δi₁＜k′_set1則判斷發生前向區外故障；當Δi₁＜0，則判斷發生后向區外故障。

2.根據權利要求1所述的用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，還包括計算故障電流的地模分量i₀；當判斷出發生區內故障時，再根據故障電流的地模分量i₀和預設不對稱故障保護閾值k_set2判斷故障極：當i₀＞k_set2，則判斷發生區內正極接地故障；當i₀＜-k_set2，則判斷發生區內負極接地故障；當-k_set2＜i₀＜k_set2，則判斷發生區內極間短路故障。

3.根據權利要求2所述的用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，預設不對稱故障保護閾值k_set2按躲開線路末端處極間短路時可能出現的最大不平衡電流來整定。

4.根據權利要求2所述的用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，建立以地模分量i₀為x坐標軸，線模分量增量Δi₁為y坐標軸的故障電流模量幅值相平面；根據自適應區內故障保護閾值k′_set1與預設不對稱故障保護閾值k_set2，在所述故障電流模量幅值相平面內劃分出區內負極接地故障區、區內兩極短路故障區、區內正極接地故障區、前向區外故障區以及后向區外故障區；根據故障電流的地模分量i₀和線模分量增量Δi₁構成的相平面軌跡落入所述故障電流模量幅值相平面內的區域相應判斷出故障發生區域與故障極。

5.根據權利要求1所述的用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，當至少連續3個電流變化率超過保護啟動閾值時，則判斷發生故障，并獲取故障電流；按如下公式：

式中，k表示連續n個電流變化率的均值；I_j表示第j個采樣點的瞬時電流，j∈{1,2,3,...n}；Δt表示采樣間隔；g表示保護啟動閾值。

6.根據權利要求5所述的用于直流電網單端保護的故障識別方法，其特征在于，n＝3，計算所述閾值縮比因子時，以瞬時電流I₄作為故障電流，以第二個電流變化率作為故障發生時的電流變化率K，即K＝|I₃-I₂|/Δt。