一种直流线路故障检测方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种直流线路故障检测方法和装置，先确定直流线路的电流故障分量，然后计算直流线路的电流故障分量能量，最后根据直流线路的电流故障分量能量判断直流线路是否发生故障，最终实现直流线路的故障检测。本发明专利技术通过直流线路不同时刻的电流确定直流线路的电流故障分量，消除了负荷分量对故障检测灵敏度的影响，只通过直流线路的电流故障分量能量进行直流线路的故障检测，不受电压互感器断线影响，另外本发明专利技术实现了故障特征的连续递增变化，不仅提高了直流线路的故障检测速度，同时提高了故障检测的灵敏度。

A method and device for fault detection of DC line

The invention provides a fault detection method and device for DC line, first determines the current fault component of the DC line, and then calculates the current fault component energy of the DC line. Finally, the fault of the DC line is judged according to the current fault component energy of the DC line, and the fault detection of the DC line is finally realized. The current fault component of the DC line is determined by the current of the DC line at different time, and the effect of the load component on the fault detection sensitivity is eliminated. The fault detection of the DC line is carried out only through the current fault component energy of the DC line, and it is not affected by the broken line of the voltage transformer. In addition, the invention has realized the fault. The continuous increase of the characteristics not only improves the detection speed of the DC line, but also improves the sensitivity of the fault detection.

【技术实现步骤摘要】
一种直流线路故障检测方法和装置
本专利技术涉及继电保护
，具体涉及一种直流线路故障检测方法和装置。
技术介绍
柔性直流电网通过对广域内可再生能源发电直流联网，有诸多优势：1)充分利用可再生能源发电的互补性，实现新能源发电的大规模集中接入，提高新能源发电利用率；2)直流电网不存在交流系统固有的频率稳定性问题，可以实现新能源的平滑接入，减少系统备用容量；3)可以实现有功无功的独立控制，减小无功需求；4)可以实现快速灵活的潮流分布，做到广域功率的调节互济；5)可长距离、大容量的电能传输。柔性直流电网系统与交流系统有很大不同，故障后的故障电流上升迅速。当直流线路发生接地故障时，电压源型换流器(VoltageSourceConverter，VSC)的电容首先在极短的时间内对故障点放电，造成线路电流迅速上升，安装了直流断路器的柔性直流电网不同于传统点对点直流输电系统，柔直线路发生故障后通过直流断路器快速切除故障，这对故障检测的快速性和灵敏性提出了很高的要求。目前主要通过直流线路的电流或电压变化情况实现直流线路的故障检测，下面对直流线路的故障检测进行详细说明：当直流线路的电流持续增大且大于电流阈值时，判断为直流线路发生故障；或当直流线路的电压降低且小于电压阈值时，判断为直流线路发生故障。直流线路发生故障后，直流线路的电流中包含负荷分量与故障分量两部分，当直流线路重负荷期间发生经高阻接地等轻微故障时，负荷分量较大，故障分量较小，负荷分量大于故障分量，掩盖了故障特征，单纯依赖直流电流增大的检测方法不能从故障后电流中提取故障特征，无法准确检测直流线路故障是否发生，直流线路故障检测的灵敏度较低，进而影响直流线路保护的整体动作性能，利用直流电压下降方法检测直流线路故障受直流电压互感器断线的影响。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中直流线路故障检测的灵敏度较低的不足，本专利技术提供一种直流线路故障检测方法和装置，先根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量，然后根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量，最后判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作，最终实现直流线路的故障检测。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采取如下技术方案：本专利技术提供一种直流线路故障检测方法，包括：根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量；根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量；判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作。所述根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量包括：按下式计算直流线路的电流故障分量：Δi(t)＝i(t)-i(t-TS)其中，Δi(t)表示t时刻直流线路的电流故障分量，i(t)表示t时刻直流线路的电流，i(t-TS)表示t-TS时刻直流线路的电流，TS表示采样时间间隔。所述i(t)和i(t-TS)通过采集装置得到；所述采集装置包括直流电流传感器；所述直流电流传感器采用零磁通电流传感器、光学电流互感器或霍尔效应传感器。根据直流线路的电流故障分量按下式计算直流线路的电流故障分量能量：I＝∑Δi(t)其中，I表示直流线路的电流故障分量能量。所述直流线路故障判据如下式：I≥Iset.1其中，Iset.1表示第一能量阈值。所述直流线路故障判据如下式：其中，Iset.2表示第二能量阈值。本专利技术还提供一种直流线路故障检测装置，包括：确定模块，用于根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量；计算模块，用于根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量；判断模块，用于判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作。所述确定模块具体用于：按下式计算直流线路的电流故障分量：Δi(t)＝i(t)-i(t-TS)其中，Δi(t)表示t时刻直流线路的电流故障分量，i(t)表示t时刻直流线路的电流，i(t-TS)表示t-TS时刻直流线路的电流，TS表示采样时间间隔。所述确定模块包括采集装置，所述采集装置用于采集i(t)和i(t-TS)，所述采集装置包括直流电流传感器；所述直流电流传感器采用零磁通电流传感器、光学电流互感器或霍尔效应传感器。所述计算模块具体用于：根据直流线路的电流故障分量按下式计算直流线路的电流故障分量能量：I＝∑Δi(t)其中，I表示直流线路的电流故障分量能量。所述直流线路故障判据如下式：I≥Iset.1其中，Iset.1表示第一能量阈值。所述直流线路故障判据如下式：其中，Iset.2表示第二能量阈值。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有以下有益效果：本专利技术提供的直流线路故障检测方法中，先根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量，然后根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量，最后判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作，最终实现直流线路的故障检测；本专利技术提供的直流线路故障检测装置包括用于根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量的确定模块、用于根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量的计算模块以及用于根据直流线路的电流故障分量能量判断直流线路是否发生故障的判断模块，最终实现直流线路的故障检测；本专利技术提供的技术方案中通过直流线路不同时刻的电流确定直流线路的电流故障分量，消除了负荷分量对故障检测灵敏度的影响；本专利技术提供的技术方案中通过直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量，且只通过直流线路的电流故障分量能量进行直流线路的故障检测，不受电压互感器断线影响；本专利技术提供的技术方案中通过对直流线路的电流故障分量进行积分实现了故障特征的连续递增变化，不仅提高了直流线路的故障检测速度，同时提高了故障检测的灵敏度；本专利技术的技术方案中提供了第一故障检测判据和第二故障检测判据两种判据，选择其一即可实现对直流线路的故障检测，实施过程简单可靠。附图说明图1是本专利技术实施例1中直流线路故障检测方法流程图；图2是本专利技术实施例中直流线路发生故障后电流故障分量采样值示意图；图3是本专利技术实施例中直流线路的电流故障分量能量示意图；图4是本专利技术实施例2中直流线路故障检测方法流程图；图5是本专利技术实施例3中四端柔性直流电网示意图；图6是本专利技术实施例3中康保-丰宁线中点发生单极经300欧姆接地故障时电流故障分量仿真波形示意图；图7是本专利技术实施例3中康保-丰宁线中点发生单极经300欧姆接地故障时电流故障分量能量仿真波形示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。实施例1本专利技术实施例1提供了一种直流线路故障检测方法，该直流线路故障检测方法的具体流程图如图1所示，具体过程如下：S101：根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量；S102：根据S101确定的直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量；S103：判断S102计算的直流线路的电流故障分量能量是否满足第一直流线路故障判据，若满足第一直流本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种直流线路故障检测方法，其特征在于，包括：根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量；根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量；判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作。

【技术特征摘要】
1.一种直流线路故障检测方法，其特征在于，包括：根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量；根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量；判断直流线路的电流故障分量能量是否满足直流线路故障判据，若满足，直流线路发生故障，保护装置动作；否则直流线路未发生故障，保护装置不动作。2.根据权利要求1所述的直流线路故障检测方法，其特征在于，所述根据直流线路的电流确定直流线路的电流故障分量包括：按下式计算直流线路的电流故障分量：Δi(t)＝i(t)-i(t-TS)其中，Δi(t)表示t时刻直流线路的电流故障分量，i(t)表示t时刻直流线路的电流，i(t-TS)表示t-TS时刻直流线路的电流，TS表示采样时间间隔。3.根据权利要求2所述的直流线路故障检测方法，其特征在于，所述i(t)和i(t-TS)通过采集装置得到；所述采集装置包括直流电流传感器；所述直流电流传感器采用零磁通电流传感器、光学电流互感器或霍尔效应传感器。4.根据权利要求1所述的直流线路故障检测方法，其特征在于，所述根据直流线路的电流故障分量计算直流线路的电流故障分量能量，包括：按下式计算直流线路的电流故障分量能量：I＝∑Δi(t)其中，I表示直流线路的电流故障分量能量，Δi(t)表示t时刻直流线路的电流故障分量。5.根据权利要求1至4任一所述的直流线路故障检测方法，其特征在于，所述直流线路故障判据如下式：I≥Iset.1其中，Iset.1表示第一能量阈值，I表示直流线路的电流故障分量能量。6.根据权利要求1至4任一所述的直流线路故障检测方法，其特征在于，所述直流线路故障判据如下式：其中，Iset.2表示第二能量阈值，I表示直流线路的电流故障分量能量，TS表示采样时间间隔。7.一种直流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王兴国，王江天，郭雅蓉，杜丁香，余越，姜宏丽，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：北京,11