一种线路故障检测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种线路故障检测方法及系统，该方法设置冗余的三条通道向控保系统传输包含有故障情况的线路信息；每条通道的线路信息均来自于对应的线路采集单元和故障检测装置，所述线路采集单元用于采集线路电气量信息，所述故障检测装置用于根据所述电气量信息输出所述线路信息；当至少两条通道的传输的故障情况为故障有效时，控保系统判断线路发生故障。本发明专利技术使得任一故障检测装置发生故障时，故障检测装置仍能正常工作，增强故障检测装置的稳定性、可靠性，提高了控保系统动作的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种线路故障检测方法及系统
本专利技术属于柔性直流输电
，具体涉及一种线路故障检测方法及系统。
技术介绍
随着一次能源的短缺和环境恶化问题的不断加剧，现各国已认识到能源的利用与开发必须从传统能源向绿色可再生清洁能源过渡。基于常规直流与柔性直流的多端直流输电系统和直流电网技术是解决新能源并网和消纳问题的有效技术手段之一。由于直流系统的阻尼相对较低，故相对于交流系统，直流系统的故障发展更快，控制保护的难度也更大。对于柔性直流输电系统来说，一旦直流侧发生故障，必须采用断开交流侧断路器的方法来分断故障电流，因此为快速限制并切断故障电流以维持直流电网安全运行并保护电网中的关键设备，高压直流断路器成为有效甚至唯一技术手段。针对直流线路的保护，迫切地需要能够切除故障电流的保护装置。高压直流断路器能够切除直流故障电流，直流线路故障电流上升较交流线路快，直流线路故障出现时需快速准确地保护，因此，高压直流断路器快速故障检测装置必须快速、精确地判断，更需要将判断结果及时准确地传输至高压直流断路器控保系统。高压直流断路器采用快速机械开关加电力电子器件组成，在故障产生后，通过电力电子器件按照一定时序动作，完成电流转移及消耗，若故障检测装置未正常检测，则高压直流断路器控保系统则在故障时无法正常保护，将导致能量未转移，严重时将损坏电力系统装置。现有的故障检测装置，可能因自身存在问题，或者冗余设置问题，导致传输过来的信息可靠性较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种线路故障检测方法及系统，用以解决现有技术中线路故障的检测判断可靠性低的问题。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：本专利技术的一种线路故障检测方法，包括如下步骤：1)设置冗余的三条通道向控保系统传输包含有故障情况的线路信息；每条通道的线路信息均来自于对应的线路采集单元和故障检测装置，所述线路采集单元用于采集线路电气量信息，所述故障检测装置用于根据所述电气量信息输出所述线路信息；2)当至少两条通道的传输的故障情况为故障有效时，控保系统判断线路发生故障。进一步地，所述线路信息包括检测信息和标志信息；每条通道均包括两条线路，一条线路用于传输所述检测信息，另一条线路仅用于传输所述标志信息，所述标志信息用于表示线路是否发生故障；当所述两条线路中任一条线路传输的故障情况为故障有效时，该通道传输的故障情况为故障有效。进一步地，所述检测信息包括线路故障信息，还包括电流幅值信息、电流变化率信息、电流过零状态信息和采样线路温度信息中的至少一种。进一步地，所述标志信息为设定频率的脉冲信号；通过设定频率的不同来代表传输的故障情况是否为故障有效。进一步地，若判断一个通道传输的故障情况为故障有效，则故障有效计数器的计算值+1；否则，故障无效计数器的计数值+1；当故障有效计数器的计数值≥2时，控保系统动作；否则控保系统不动作；当故障无效计数器的计数值≥2时，控保系统不动作；否则判断故障有效计数器的计数值是否≥2：若故障有效计数器的计数值≥2，控保系统动作，若故障有效计数器的计数值<2，控保系统不动作。本专利技术的一种线路故障检测系统，包括三个冗余设置的线路采集单元和对应的故障检测装置，以及控保系统；每个线路采集单元和对应的故障检测装置通讯连接；三个故障检测装置和控保系统通讯连接；所述线路采集单元用于采集线路电气量信息，所述故障检测装置用于根据所述电气量信息输出线路信息，所述线路信息包含有故障情况；所述控保系统用于根据故障检测装置传输的线路信息进行判断：当至少两条故障检测装置输出的故障情况为故障有效时，控保系统判断线路发生故障。进一步地，所述线路信息包括检测信息和标志信息；每个故障检测装置均通过两条线路和控保系统连接，一条线路为用于传输所述检测信息的高速线路，另一条线路为仅用于传输所述标志信息的独立线路；控保系统用于判断：当所述两条线路中任一条线路传输的故障情况为故障有效时，该通道传输的故障情况为故障有效。进一步地，所述检测信息包括线路故障信息，还包括电流幅值信息、电流变化率信息、电流过零状态信息和采样线路温度信息中的至少一种。进一步地，所述标志信息为设定频率的脉冲信号；通过设定频率的不同来代表传输的故障情况是否为故障有效。进一步地，所述控保系统还用于判断：若判断一个通道传输的故障情况为故障有效，则故障有效计数器的计算值+1；否则，故障无效计数器的计数值+1；当故障有效计数器的计数值≥2时，控保系统动作；否则控保系统不动作；当故障无效计数器的计数值≥2时，控保系统不动作；否则判断故障有效计数器的计数值是否≥2：若故障有效计数器的计数值≥2，控保系统动作，若故障有效计数器的计数值<2，控保系统不动作。本专利技术的有益效果：本专利技术采用一种三取二的控制逻辑，对于采集的线路信息，通过三条冗余设置的通道进行传输，当至少两条通道的传输的故障情况为故障有效时，判断线路发生故障，控保系统动作，以快速、准确地切除故障电流。本专利技术使得任一故障检测装置发生故障时，故障检测装置仍能正常工作，增强故障检测装置的稳定性、可靠性，提高了控保系统动作的可靠性。进一步地，本专利技术的通道包括两路线路，一条线路用于传输包括线路故障信息的检测信息，另一条线路仅用于传输表示线路是否发生故障的标志信息，只要其中一条线路的传输的故障情况为故障有效时，该通道的传输的故障情况为故障有效。采用两条线路来传输，使得其中任意一条线路故障时，该线路的故障情况都能通过另一条线路进行传输，使得故障能够及时响应，传输可靠性高。附图说明图1是本专利技术的线路故障检测系统图；图2是高速光纤通信帧结构图；图3是独立光纤通信流程图；图4是三取二逻辑图；图5是本专利技术的软件流程图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚，下面结合附图及实施例，对本专利技术作进一步的详细说明，但本专利技术的实施方式并不局限于此。高压直流断路器的主要作用就是切除故障电流，因直流电流无电流过零点，高压直流断路器采用电力电子开关和快速机械开关混合式结构，通过控制电力电子器件，实现快速换流，将能量转移至耗能装置，进而实现电流分断。为了保证高压直流断路器能够切除直流故障电流，直流线路故障出现时需快速、准确地保护，现提出本专利技术的一种线路故障检测系统，如图1所示。该系统包括直流线路采集单元、高压直流断路器控保系统和监控后台，还包括三个冗余设置的故障快速检测装置，分别为第一故障快速检测装置、第二故障快速检测装置和第三故障快速检测装置。由于高压直流线路故障电流变化快，三个故障快速检测装置的作用就是快速检测直流故障并将故障信息快速准确地上传至高压直流断路器控保系统。对于每一个故障快速检测装置，都包括两个通信接口，分别为高速光纤通信接口和独立光纤通信接口。每个故障快速检测装置都通过这两个接口来通讯连接高压直流断路器控保系统。由于在直流线路产生故障时，故障电流大，电磁干扰强，故这里两个通信接口皆为光纤通信接口，以有效抑制电磁干扰，保证通信稳定。高速光纤通信接口采用基于FPGA的高速光纤通信，它采用通信编码方式，除了故障信息以外，还将包括电流幅值，电流变化率，电流过零状态及采样线路温度等信息的线路信息高速、全面、准确地传输至高压直流断路器控保系统。其中，线路故障信息用于保护，其他信息用于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线路故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设置冗余的三条通道向控保系统传输包含有故障情况的线路信息；每条通道的线路信息均来自于对应的线路采集单元和故障检测装置，所述线路采集单元用于采集线路电气量信息，所述故障检测装置用于根据所述电气量信息输出所述线路信息；2)当至少两条通道的传输的故障情况为故障有效时，控保系统判断线路发生故障。

【技术特征摘要】
1.一种线路故障检测方法，其特征在于，包括如下步骤：1)设置冗余的三条通道向控保系统传输包含有故障情况的线路信息；每条通道的线路信息均来自于对应的线路采集单元和故障检测装置，所述线路采集单元用于采集线路电气量信息，所述故障检测装置用于根据所述电气量信息输出所述线路信息；2)当至少两条通道的传输的故障情况为故障有效时，控保系统判断线路发生故障。2.根据权利要求1所述的线路故障检测方法，其特征在于，所述线路信息包括检测信息和标志信息；每条通道均包括两条线路，一条线路用于传输所述检测信息，另一条线路仅用于传输所述标志信息，所述标志信息用于表示线路是否发生故障；当所述两条线路中任一条线路传输的故障情况为故障有效时，该通道传输的故障情况为故障有效。3.根据权利要求2所述的线路故障检测方法，其特征在于，所述检测信息包括线路故障信息，还包括电流幅值信息、电流变化率信息、电流过零状态信息和采样线路温度信息中的至少一种。4.根据权利要求2所述的线路故障检测方法，其特征在于，所述标志信息为设定频率的脉冲信号；通过设定频率的不同来代表传输的故障情况是否为故障有效。5.根据权利要求1所述的线路故障检测方法，其特征在于，若判断一个通道传输的故障情况为故障有效，则故障有效计数器的计算值+1；否则，故障无效计数器的计数值+1；当故障有效计数器的计数值≥2时，控保系统动作；否则控保系统不动作；当故障无效计数器的计数值≥2时，控保系统不动作；否则判断故障有效计数器的计数值是否≥2：若故障有效计数器的计数值≥2，控保系统动作，若故障有效计数器的计数值<2，控保系统不动作。6.一种线路故障检测系统，其特征在于，包括三个冗余设置的线路采集单元和对...

【专利技术属性】
技术研发人员：马太虎，胡四全，胡亮，马俊杰，吉攀攀，孟学磊，郑帅，邓迎君，赵晓杰，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，许继电气股份有限公司，国网福建省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：河南,41