[發明專利]一種防止換相電抗過電流保護誤動作的方法

在審

• 申請號: 202310080066.5
• 申請日: 2023-01-18
• 公開（公告）號: CN116388119A
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 張艷霞;董廣浩
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00;H02H7/20;H02H3/05;H02H3/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 程毓英

本發明涉及一種防止換相電抗過電流保護誤動作的方法，包括下列步驟：步驟1：對換相電抗上安裝的電流互感器采樣數據進行半周絕對值積分，得到以故障發生時刻為起點計算的半周積分值Ssubgt;全(t1)/subgt;和以故障發生一段時間后為起點計算的半周積分值Ssubgt;全(t2)/subgt;；步驟2：計算|Ssubgt;全(t2)/subgt;?Ssubgt;全(t1)/subgt;|，當|Ssubgt;全(t2)/subgt;?Ssubgt;全(t1)/subgt;|＞Ssubgt;set/subgt;持續滿足3ms則閉鎖換相電抗的過電流保護，整定值Ssubgt;set/subgt;按照躲開正常運行時基波電流半周積分值10％整定。

技術領域

本發明涉及電力系統繼電保護領域，特別涉及柔性直流輸電系統的繼電保護。

背景技術

換相電抗作為柔性直流輸電系統(voltage?sourced?converter?based?highvoltage?direct?current，VSC-HVDC)的重要元件，其與換流變壓器共同組成交直流互聯系統能量交換的紐帶，具有隔離交流電網與電壓源換流器、抑制諧波電流、完成能量存儲和傳輸的功能，對交直流系統至關重要。目前，換相電抗配備的保護為過電流保護。然而，一方面，由于換相電抗直接與換流器相聯，換流器工作的非線性使得換流變壓器和換相電抗的運行工況和故障特征變得復雜；另一方面，換相電抗過電流保護不帶方向元件，故存在換流變壓器閥側套管故障誤動作的風險。因此，有必要研究換流變壓器閥側套管故障對換相電抗過電流保護的影響，保證換相電抗的過電流保護在換流變壓器閥側套管故障時不會誤動作跳閘。

在現有文獻中，文獻[1]建立了VSC-HVDC系統換流變壓器閥側套管單相接地故障后的零序等值電路，分析了零序電流的流通路徑，利用開關函數法推導了直流側電容電壓表達式，但沒有推導閥側套管電流表達式，也沒有對其他故障進行分析。文獻[2]建立了VSC-HVDC系統直流側電容中點不同接地方式下的換流變壓器閥側套管不對稱故障和直流線路單極接地的等值電路，定性分析了閥側套管電流的特點，缺點是分析過程依賴于仿真結果，與實際情況存在差距。文獻[3]、[4]分析了VSC-HVDC系統換流變壓器閥側套管單相接地故障的零序電流流通路徑，推導出零序阻抗的表達式并指出：零序阻抗與系統換相電抗相互抵消，使得總阻抗較小、套管電流較大，但未對閥側套管上其他類型的故障進行分析。文獻[5]通過仿真驗證了文獻[3]、[4]的結論。

可見，現有研究主要分析換流變壓器閥側套管故障的等值電路和電流流通路徑，沒有對故障后流過套管和換相電抗的電流進行定量分析，也沒有分析對換相電抗過電流保護的影響。所以，研究換流變壓器閥側套管發生故障對換相電抗過電流保護的影響、提出防止其誤動作的方法對于保證電網安全運行具有重要的理論意義和實用價值。

參考文獻

[1]高一波，徐習東，金陽忻。交流側接地故障對直流配電網電壓平衡影響。電網技術，2014，38(10)：2665-2670.

[2]魯國正，高亮，梁智敏。電壓源換流器接地方式對直流配電系統的影響。電力系統保護與控制，2016，44(12)：75-80.

[3]楊杰，鄭健超，湯廣福。電壓源換相高壓直流輸電系統接地方式設計。中國電機工程學報，2010，30(19)：14-19.

[4]楊杰,鄭健超,湯廣福。電壓源換相HVDC站內交流母線故障特性及保護配合。中國電機工程學報,2010,30(16)：6-11.

[5]王娟娟。VSC-HVDC系統典型故障仿真與分析。西安建筑科技大學機電工程學院，2015.

發明內容

本發明的目的是提供一種防止換相電抗過電流保護誤動作的方法，在換流變壓器閥側套管發生故障時閉鎖換相電抗的過電流保護，技術方案如下：

一種防止換相電抗過電流保護誤動作的方法，包括下列步驟：