高压直流输电线路故障判定方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了高压直流输电线路故障判定方法和系统，包括基于直流母线双侧故障暂态功率比较的直流母线故障保护方法和纵联方向保护方法，以及基于正、负极线路暂态功率比较的故障选极方法。本发明专利技术通过比较直流母线两侧暂态功率的极性，可以排除直流母线内部故障；通过比较直流母线两侧暂态功率的大小，可以判断故障方向并根据线路两侧的方向判别结果区分区内、外故障；最后，通过比较正、负极线路暂态功率可实现故障线路的选极。本发明专利技术提出的故障判定方法识别故障速度快、灵敏度高，提高了后备保护的动作性能。

【技术实现步骤摘要】
高压直流输电线路故障判定方法和装置
本专利技术涉及配电网保护
，具体涉及基于故障暂态功率比较的高压直流输电线路故障判定方法和装置。
技术介绍
高压直流输电系统已经被广泛应用于远距离、大容量电能传输，直流线路作为高压直流输电(HVDC)输电系统的重要组成部分之一，工作环境相对换流站更为恶劣，故障概率较高。因此，为高压直流输电线路配置快速可靠的保护方案是保障电力系统安全稳定运行的必要条件。然而，目前在实际工程中使用的高压直流线路保护方案仍存在一系列的问题：作为主保护的行波保护和微分欠压保护难以响应直流线路的高阻接地故障；由于未考虑故障暂态期间分布电容电流的影响，作为后备保护的差动保护须经过较长的延迟和闭锁来保证其不会再故障暂态期间误动。如果直流线路上发生高阻接地故障，主保护难以响应，后备保护虽然能够响应，但是响应时间过长。通常在后备保护响应故障前，极控后备保护早已将直流系统闭锁，最终导致直流系统失去了故障重启的机会。总而言之，在故障发生后相当长一段时间内，缺乏反映直流线路区内故障的保护原理。
技术实现思路
r>为了解决传统高压本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，包括以下步骤：/n分别测量直流输电系统中整流侧直流母线两端测点的电压和电流，以及逆变侧直流母线两端测点的电压和电流；/n根据测量获得测点的电压和电流分别确定整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率；/n通过比较整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的极性，确定直流母线是否发生故障；/n若判定直流母线未发生故障，则通过比较整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的大小确定故障为直流线路的区内故障还是区外故障；/n如果判别为区内故障，则通过比较正、负极线路的暂态功率大小确定...

【技术特征摘要】
1.高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，包括以下步骤：
分别测量直流输电系统中整流侧直流母线两端测点的电压和电流，以及逆变侧直流母线两端测点的电压和电流；
根据测量获得测点的电压和电流分别确定整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率；
通过比较整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的极性，确定直流母线是否发生故障；
若判定直流母线未发生故障，则通过比较整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的大小确定故障为直流线路的区内故障还是区外故障；
如果判别为区内故障，则通过比较正、负极线路的暂态功率大小确定故障极。


2.根据权利要求1所述的高压直流输电线路故障判定方法高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，整流侧直流母线两端的故障暂态功率包括整流侧直流母线背侧暂态功率ΔpRb和整流侧直流母线前侧暂态功率ΔpRf，
ΔpRb＝ΔuRb·ΔiRb，
ΔpRf＝ΔuRf·ΔiRf，
式中，ΔuRb表示整流侧直流母线背侧暂态电压，ΔuRf表示整流侧直流母线前侧暂态电压，ΔiRb表示整流侧直流母线背侧暂态电流，ΔiRf表示整流侧直流母线前侧暂态电流；ΔuRb和ΔuRf的计算方法为：
ΔuRb＝uRbp-uRbn-2uN，
ΔuRf＝uRfp-uRfn-2uN，
式中，uRbp表示整流侧正极直流母线背侧的测量电压，uRbn表示整流侧负极直流母线背侧的测量电压，uRfp表示整流侧正极直流母线前侧的测量电压，uRfn表示整流侧负极直流母线前侧的测量电压，uN表示额定直流电压；ΔiRb和ΔiRf的计算方法为：
ΔiRb＝iRbp-iRbn-2iN，
ΔiRf＝iRfp-iRfn-2iN，
式中，iRbp表示整流侧正极直流母线背侧的测量电流，iRbn表示整流侧负极直流母线背侧的测量电流，iRfp表示整流侧正极直流母线前侧的测量电流，iRfn表示整流侧负极直流母线前侧的测量电流，iN表示额定直流电流；
逆变侧直流母线两端的故障暂态功率包括逆变侧直流母线背侧暂态功率ΔpIb和逆变侧直流母线前侧暂态功率ΔpIf，
ΔpIb＝ΔuIb·ΔiIb，
ΔpIf＝ΔuIf·ΔiIf，
式中，ΔuIb表示逆变侧直流母线背侧的暂态电压，ΔuIf表示逆变侧直流母线前侧的暂态电压，ΔiIb表示逆变侧直流母线背侧的暂态电流，ΔiIf表示逆变侧直流母线前侧的暂态电流；ΔuIb和ΔuIf的计算方法为：
ΔuIb＝uIbp-uIbn-2uN，
ΔuIf＝uIfp-uIfn-2uN，
式中，uIbp表示逆变侧正极直流母线负极背侧的测量电压，uIbn表示逆变侧负极直流母线背侧的测量电压，uIfp表示逆变侧正极直流母线负极前侧的测量电压，uIfn表示逆变侧负极直流母线前侧的测量电压；ΔiIb和ΔiIf的计算方法为：
ΔiIb＝iIbp-iIbn-2iN，
ΔiIf＝iIfp-iIfn-2iN，
式中，iIbp表示逆变侧正极直流母线背侧的测量电流，iIbn逆变侧直流母线负极背侧的测量电流，iIfp表示逆变侧正极直流母线前侧的测量电流，iIfn表示逆变侧负极直流母线前侧的测量电流。


3.根据权利要求1所述的高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，通过比较整流侧直流母线和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的极性，确定是否直流母线是否发生故障的具体方法为：
如果ΔPRb·ΔPRf<0或ΔPIb·ΔPIf<0，则说明发生的是区外母线故障，其中，ΔPRb表示至故障发生时刻累计整流侧直流母线背侧暂态功率，ΔPRf表示至故障发生时刻累计整流侧直流母线前侧暂态功率，ΔPIb表示至故障发生时刻累计逆变侧直流母线背侧暂态功率，ΔPIf表示至故障发生时刻累计逆变侧直流母线前侧暂态功率，












ΔpRb表示整流侧直流母线背侧暂态功率，ΔpRf表示整流侧直流母线前侧暂态功率，ΔpIb表示逆变侧直流母线背侧暂态功率，ΔpIf表示逆变侧直流母线前侧暂态功率，tk表示以故障发生时刻为起始计算的积分时间。


4.根据权利要求3所述的高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，通过比较整流侧直流母线两端的故障暂态功率和逆变侧直流母线两端的故障暂态功率的大小确定故障为直流线路的区内故障还是区外故障的判据为：ΔPRf/ΔPRb<r或ΔPIb/ΔPIf>r；其中，r表示可靠系数；当上述两个判据同时满足时，判断该故障为直流线路区内故障，否则为判断为该故障为直流线路区外故障。


5.根据权利要求1所述的高压直流输电线路故障判定方法，其特征在于，如果判别为区内故障，则通过比较正、负极线路的暂态功率大小确定故障极采用以下判据：ΔPRfp/ΔPRfn>k、ΔPRfp/ΔPRfn<1/k和1/k<ΔPRfp/ΔPRfn<k；
其中，ΔPRfp表示整流侧正极整流侧直流母线前侧暂态功率绝对值积分，ΔPRfn表示整流侧负极整流侧直流母线前侧暂态功率绝对值积分，k表示比例系数；
如果判据ΔPRfp/ΔPRfn>k满足，则判定发生的正极线路故障；
如果判据ΔPRfp/ΔPRfn<1/k满足，则判定发生的是负极线路故障；
如果判据1/k<ΔPRfp/ΔPRfn<k满足，则判定发生的是双极故障。


6.高压直流输电线路故障判定装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑俊超，高磊，李鹏，孔祥平，张弛，吕鹏飞，徐凯，王晨清，林金娇，陈实，罗飞，庄舒仪，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32