一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法和装置，保护方法，包括如下步骤：判断是差动保护是否启动；如果差动保护启动，则判断三相差流中二次谐波的综合含量是否过低；如果三相差流中二次谐波的综合含量过低，则对三相差流进行微分处理；判断为分后各相差流是否饱和，如果其中某相差流不饱和，则开放该相的差动保护；所述三相差流中二次谐波的综合含量过低，是指三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第一设定值。由于本发明专利技术所提供的技术方案充分考虑到了二次谐波对电流的影响，所以差动保护不会由于二次谐波含量过大而失灵。

Differential protection method and device for layered access UHVDC System

The invention provides a differential protection method and device for a layered access type UHVDC System. The protection method includes the following steps: judging whether the differential protection is started or not; if the differential protection is started, the comprehensive content of the two harmonic in the three phase differential current is too low to be judged; if the two harmonics in the three phase differential current are synthesized, If the content is too low, the differential current of three phase difference flow is treated. It is judged whether the phase difference flow is saturated. If one of the phase difference flows is unsaturated, the differential protection of the phase is open. The comprehensive content of the two harmonic in the three phase differential current is too low, which refers to the two harmonic current of the largest phase in the three phase differential current and the fundamental wave current. The ratio is less than the first set value. Because the technical scheme provided by the invention fully takes into account the effect of the two harmonics on the current, the differential protection will not fail as the content of the two harmonic waves is too large.

【技术实现步骤摘要】
一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法和装置
本专利技术属于特高压直流输电系统
，具体涉及一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法和装置。
技术介绍
目前我国特高压直流接入方式均为直接接入受端系统500kV交流网架，将导致功率分配转移困难，对系统安全稳定性造成较大的负面影响。考虑到华中、华东等负荷密集区域，未来将建成1000kV等级的交流同步电网，因此有专家提出将特高压直流接入受端系统1000kV的特高压交流网架，然而特高压交流网架尚处于初期建设阶段，短路容量较小，特高压交直流间建设进度的配合问题将制约该方案的实施。为此，专家提出采用分层接入的方式，即分别接入受端系统500kV和1000kV交流网架的方案来综合解决上述问题。特高压直流受端分层接入交流电网的方式可优化特高压直流系统功率输送，提高受端交流系统电压支撑能力，引导潮流合理分布。分层接入500/1000千伏交流电网，将进一步发挥特高压直流工程远距离、大容量技术优势和特高压交流电网的系统支撑和电力消纳优势，有利于改善“强直弱交”的电网局面，对于坚强智能电网的构建和发展具有重要意义。但特高压直流分层接入方式下的结构增加了系统结构的复杂性，特高压交直流系统之间相互影响，超、特高压交流系统之间的耦合等问题，对交直流系统的继电保护提出了新的要求。对于实际运行的变压器保护多采用“三相或门制动”方案，即三相差动电流中只要有一相的二次谐波含量超过制动比，就将三相差动继电器全部闭锁。特高压直流受端分层接入交流电网时，由于特高压直流输电系统中换流器的非线性作用，导致特高压变压器发生区内故障时，非故障相励磁电流中的二次谐波含量很大，导致差动继电器被闭锁，差动保护可能延迟动作甚至拒动，造成特高压直流系统可靠性降低的问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法和装置，用于解决由于二次谐波含量过大而造成的差动保护失灵的问题。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案是：方法方案1：一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，包括如下步骤：判断是差动保护是否启动；如果差动保护启动，则判断三相差流中二次谐波的综合含量是否过低；如果三相差流中二次谐波的综合含量过低，则对三相差流进行微分处理；判断为分后各相差流是否饱和，如果其中某相差流不饱和，则开放该相的差动保护；所述三相差流中二次谐波的综合含量过低，是指三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第一设定值。本专利技术提供的技术方案，差动保护启动时，如果三相差流中二次谐波的含量过低，则对三相差流进行微分，并判断为分后的各相差流是否饱和，如果某相的差流不饱和，则开放该相的差动保护。由于本专利技术所提供的技术方案充分考虑到了二次谐波对电流的影响，所以差动保护不会由于二次谐波含量过大而失灵。方法方案2：在方法方案1的基础上，差动保护是否启动的条件为：三相差流中的任意一相差流大于差动保护启动电流值的0.8倍。方法方案3：在方法方案1的基础上，所述第一设定值的取值范围为0.15～0.2。方法方案4：在方法方案1-3任意一相的基础上，判断微分后各相差流是否饱和的方法为：设判断是否饱和的高设定值为k1，低设定值为k2，第一判别公式为|ΔiK|＞k1|ΔiK.MAX|第二判别公式为|ΔiK|＞k2|ΔiK.MAX|其中ΔiK为微分后的差流采样值，ΔiK.MAX为微分后一周期内采样值的最大峰值；k1的取值范围为0.4～0.5；k2的取值范围为0.15～0.2；对三相差流中各相差流一个周期内统计第一设定数量的点数，如果满足第一判别公式的采样点数大于第二设定数量且满足第二判别公式的采样点数大于第三设定数量，则判断为该相差流波形不饱和。方法方案5：在方法方案4的基础上，所述第一设定数量为24，第二设定数量为12，第三设定数量为18。方法方案6：在方法方案1的基础上，当需要开放其中一相的差动保护时，如果三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第二设定值，则立即开放该相的差动保护，否则设定时间后开放该相的差动保护。如果三相电流的二次谐波综合量较大，为了保证系统的安全，需要在设定时间后再开放差动保护。方法方案7：在方法方案6的基础上，所述第二设定值为第一设定值的0.5倍。方法方案8：在方法方案6或7的基础上，所述设定时间为5ms。方法方案9：在方法方案1的基础上，如果三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值不小于第一设定值，则闭锁三相差动保护。当变压器三相差流中电流最大相的二次谐波电流和该相基波电流之间的比值大于第一设定值时，不需要启动差动保护，所以将三相差动保护闭锁。方法方案10：在方法方案1或9的基础上，所述差动保护包括主变纵差保护、主变分相差动保护、调压变纵差保护和补偿变纵差保护。装置方案1：一种分层接入式特高压直流系统的差动保护装置，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行时的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：判断是差动保护是否启动；如果差动保护启动，则判断三相差流中二次谐波的综合含量是否过低；如果三相差流中二次谐波的综合含量过低，则对三相差流进行微分处理；判断为分后各相差流是否饱和，如果其中某相差流不饱和，则开放该相的差动保护；所述三相差流中二次谐波的综合含量过低，是指三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第一设定值。装置方案2：在装置方案1的基础上，差动保护是否启动的条件为：三相差流中的任意一相差流大于差动保护启动电流值的0.8倍。装置方案3：在装置方案1的基础上，所述第一设定值的取值范围为0.15～0.2。装置方案4：在装置方案1-3任意一相的基础上，判断微分后各相差流是否饱和的方法为：设判断是否饱和的高设定值为k1，低设定值为k2，第一判别公式为|ΔiK|＞k1|ΔiK.MAX|第二判别公式为|ΔiK|＞k2|ΔiK.MAX|其中ΔiK为微分后的差流采样值，ΔiK.MAX为微分后一周期内采样值的最大峰值；k1的取值范围为0.4～0.5；k2的取值范围为0.15～0.2；对三相差流中各相差流一个周期内统计第一设定数量的点数，如果满足第一判别公式的采样点数大于第二设定数量且满足第二判别公式的采样点数大于第三设定数量，则判断为该相差流波形不饱和。装置方案5：在装置方案4的基础上，所述第一设定数量为24，第二设定数量为12，第三设定数量为18。装置方案6：在装置方案1的基础上，当需要开放其中一相的差动保护时，如果三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第二设定值，则立即开放该相的差动保护，否则设定时间后开放该相的差动保护。装置方案7：在装置方案6的基础上，所述第二设定值为第一设定值的0.5倍。装置方案8：在装置方案6或7的基础上，所述设定时间为5ms。装置方案9：在装置方案1的基础上，如果三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值不小于第一设定值，则闭锁三相差动保护。装置方案10：在装置方案1或9的基础上，所述差动保护包括主变纵差保护、主变分相差动保护、调压变纵差保护和补偿变纵差保护。附图说明图1为方法实施例中分层接入式特高压直流系统的结构图；图2为方法实施例中分层接入式特高压直流系统的差动保护控制流程图。具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，包括如下步骤：判断是差动保护是否启动；如果差动保护启动，则判断三相差流中二次谐波的综合含量是否过低；如果三相差流中二次谐波的综合含量过低，则对三相差流进行微分处理；判断为分后各相差流是否饱和，如果其中某相差流不饱和，则开放该相的差动保护；所述三相差流中二次谐波的综合含量过低，是指三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第一设定值。

【技术特征摘要】
1.一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，包括如下步骤：判断是差动保护是否启动；如果差动保护启动，则判断三相差流中二次谐波的综合含量是否过低；如果三相差流中二次谐波的综合含量过低，则对三相差流进行微分处理；判断为分后各相差流是否饱和，如果其中某相差流不饱和，则开放该相的差动保护；所述三相差流中二次谐波的综合含量过低，是指三相差流中最大相的二次谐波电流与基波电流之间的比值小于第一设定值。2.根据权利要求1所述的一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，差动保护是否启动的条件为：三相差流中的任意一相差流大于差动保护启动电流值的0.8倍。3.根据权利要求1所述的一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，所述第一设定值的取值范围为0.15～0.2。4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，判断微分后各相差流是否饱和的方法为：设判断是否饱和的高设定值为k1，低设定值为k2，第一判别公式为|ΔiK|＞k1|ΔiK.MAX|第二判别公式为|ΔiK|＞k2|ΔiK.MAX|其中ΔiK为微分后的差流采样值，ΔiK.MAX为微分后一周期内采样值的最大峰值；k1的取值范围为0.4～0.5；k2的取值范围为0.15～0.2；对三相差流中各相差流一个周期内统计第一设定数量的点数，如果满足第一判别公式的采样点数大于第二设定数量且满足第二判别公式的采样点数大于第三设定数量，则判断为该相差流波形不饱和。5.根据权利要求4所述的一种分层接入式特高压直流系统的差动保护方法，其特征在于，所述第一设定数量为24，第二设定数量为12，第三设定数量为18。6.一种分层接入式特高压直流系统的差动保护装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓茂军，樊占峰，倪传坤，李宝伟，李旭，马和科，陈继瑞，席颖颖，崔玉，徐宁，杜云龙，高磊，王业，李鹏，孔祥平，宋亮亮，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，许昌许继软件技术有限公司，国网江苏省电力有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41