超高压直流线路故障的行波识别方法，采用反向行波识别，Ａ）故障极的判别：Ｗｃｘ＝Ｄｉｆｆ＿ｂｘ（ｔ）＊Ｃｏｍ＿ｂｘ（ｔ）式中，ｘ＝１，２。如果Ｗｃｘ的短时积分值大于某个定值，则判为本极故障；否则，为非本极故障；Ｂ）行波突变量：Ｃ）行波积分量：Ｄ）检测直流电流突变量是否超过定值，以及直流电压是否满足低定值判据；Ａ）至Ｃ）或Ｄ）共同构成线路行波保护的动作条件。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压直流输电系统直流线路故障的行波识别方法，和相关的继电保护装置。
技术介绍
高压直流输电由于其特有的优点，比如长距离、大功率、异步联网、功率快速调节性、潮流可控性、输电经济性等，越来越广泛的得到应用。高压直流输电系统的核心是高压直流输电控制保护系统，它包括控制系统和保护系统。直流输电线路是长距离高压直流输电系统中必不可少的设备。直流线路故障是常见的高压直流输电系统故障。其中，行波识别方法是行之有效的直流线路保护方法。高压直流输电系统直流电压始终处于高压(相对于大地)，这点与交流系统输电明显不同(交变、有过零点)。按照波动理论，故障时必定有行波在直流线路上往返传播。从理论上使得行波识别方法可行、可靠。直流线路保护实现的难点在于直流输电线路长，保护需覆盖全线路；需区分故障线路极，非故障线路极不允许动作；需区分线路故障和正常的极起停，以及非线路故障的保护停运，还有极间功率的转移；需识别是否线路遭受瞬间雷击；需适应各种运行方式(如金属回线运行)，各种电压等级(降压运行等)。现有的超高压直流线路故障的行波识别的方法，主要有反向行波抽样判断法和反向行波积分判断法。现有的超高压直流线路故障的行波识别的方法可描述如下描述时所采用的符号的含义见图1图1中，UDL1为极1直流电压，IDL1为极1直流电流，UDN1为极1中性母线电压；UDL2为极2直流电压，IDL2为极2直流电流，UDN2为极2中性母线电压；IDEL为接地极引线电流。直流电流的正方向为正常运行时电流流向，接地极引线电流的正方向为流向大地方向。按照波动方程理论，电压和电流构前向行波和反向行波。可以变换分解为差模(线模)量和共模(地模)量。反向行波b(t)＝Z*Delta(IDL(t))-Delta(UDL(t)) (1)其中，Z为线路波阻抗；Delta(.)表示微分(突变量)；t是时间变量。另外，由UDN、IDEL构成的是共模反向行波(也称地模反向行波)。其波阻抗为共模波阻抗(也称地模波阻抗)。反向行波抽样判断法抽取反向行波的几个离散点，与定值比较。判断过程是一个顺序比较过程；也就是一点满足定值后，开窗考察下一点。双极运行时，共模反向行波也需超过定值。除此之外，同时检测直流电流突变量是否超过定值，以及直流电压是否满足低定值判据等辅助判据。它们共同构成线路行波保护的动作条件。反向行波积分判断法累积一段时间(如10毫秒)的反向行波值，与定值比较。除此之外，同时检测直流电压突变量是否超过定值等辅助判据。它们共同构成线路行波保护的动作条件。还有一种称为行波保护的算法利用直流电压突变量，外加直流电流突变量的积分进行判断。没有采用按照波动方程理论得到的前向或反向行波。从(1)式中可看出，这一算法实际利用的是构成行波的两个基本元件。现有的超高压直流线路故障的行波识别的方法的不足之处当闪电(雷击)到线路时，行波保护容易误动。闪电(雷击)到线路时，会造成直流电压和直流电流的突变；但大多数情况线路并未因此受损，闪电(雷击)过后，仍可正常运行。现有的行波保护不容易区别出线路是否是遭到雷击的情况。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种新的，除了正确识别直流线路故障外，避免闪电(雷击)造成行波保护的误动。，采用反向行波识别，对极1有b1(t)＝Z*Delta(IDL1(t))-Delta(UDL1(t))(2)对极2有b2(t)＝Z*Delta(IDL2(t))-Delta(UDL2(t))(3) 式中，UDL1为极1直流电压，IDL1为极1直流电流；UDL2为极2直流电压，IDL2为极2直流电流。Z为线路波阻抗；Delta(.)表示微分(突变量)；t是时间变量。行波差模(线模)量(对极1而言)Diff_b1(t)＝0.5*(b1(t)-b2(t))(4)行波共模(地模)量(对极1而言)Com_b1(t)＝0.5*(b1(t)+b2(t))(5)对极2而言Diff_b2(t)＝-1.0*Diff_b1(t)，Com_b2(t)＝Com_b1(t)(6)注意这里的行波共模(地模)量不是由UDN1(UDN2)、IDEL构成的。从原理上讲，两种构成是一样的。算法或者判据A)故障极的判别Wcx＝Diff_bx(t)*Com_bx(t)(7)式中，x＝1，2，下同。如果Wcx的短时积分值(积分时间常规为1毫秒左右)大于某个定值，则判为本极故障；否则，为非本极故障。B)行波突变量Delta(Diff_bx(t))＞差模突变定值 (8)Delta(Com_bx(t))＞共模突变定值 (9)C)行波积分量(积分时间常规为1毫秒)Integ(Diff_bx(t))＞差模积分定值 (10)Integ(Com_bx(t))＞共模积分定值 (11)式中，Integ(.)表示积分计算。D)检测直流电流突变量是否超过定值，以及直流电压是否满足低定值判据。A)至D)共同构成线路行波保护的动作条件。以上4个判断条件的大致功能简述如下条件A)区分故障极和非故障极；条件B)有利于区分线路区故障和对站极母线区故障，以及区分正常起/停和线路故障；条件C)有利于区分闪电(雷击)故障和线路故障；条件D)为辅助判据，有利于防止该保护误动。图2显示的是这种的实现框图。OP含义是指另一极；‘行波差模共模’模块完成式(2)-(5)功能。本专利技术的特点本专利技术融合了现有行波算法的优点。采用反向行波之差模和共模作为基本运算元件，算法概念清晰，各算法判断条件覆盖面或称设计思想各不相同。有效地避免了闪电(雷击)等误动情况。四附图说明图1为本专利技术量值的含义说明图2为本专利技术一种新的的实现框图五具体实施方式读取采样值，采用图2的实现框图，得到保护的动作。算法实施过程中有一些时间的配合，主要有延时、展宽、等待。主要原因是各个判断量在线路故障地点远近不同的情况下，故障反应的时刻不一样。防止误动也是选取这些时间值的大小时所需要考虑的。定值选择参考各种不同的输电工程可以采取不同的参数。以葛南工程为例，共模突变定值约300kV/ms，差模积分定值约210kV，共模积分定值约350kV。图中，OP含义是指另一极，‘行波差模共模’模块完成式(2)-(5)功能。本文档来自技高网...
【技术保护点】
超高压直流线路故障的行波识别方法，其特征是：采用反向行波， 对极１有：ｂ１（ｔ）＝Ｚ＊Ｄｅｌｔａ（ＩＤＬ１（ｔ））－Ｄｅｌｔａ（ＵＤＬ１（ｔ）） （２） 对极２有：ｂ２（ｔ）＝Ｚ＊Ｄｅｌｔａ（ＩＤＬ２（ｔ））－Ｄｅｌｔａ（ＵＤＬ２（ｔ）） （３） 式中，ＵＤＬ１为极１直流电压，ＩＤＬ１为极１直流电流；ＵＤＬ２为极２直流电压，ＩＤＬ２为极２直流电流。Ｚ为线路波阻抗；Ｄｅｌｔａ（．）表示微分；ｔ是时间变量； 对极１行波差模量： Ｄｉｆｆ＿ｂ１（ｔ）＝０．５＊（ｂ１（ｔ）－ｂ２（ｔ）） （４） 对极１行波共模量： Ｃｏｍ＿ｂ１（ｔ）＝０．５＊（ｂ１（ｔ）＋ｂ２（ｔ）） （５） 对极２而言： Ｄｉｆｆ＿ｂ２（ｔ）＝－１．０＊Ｄｉｆｆ＿ｂ１（ｔ），Ｃｏｍ＿ｂ２（ｔ）＝Ｃｏｍ＿ｂ１（ｔ） （６） 判别方法： Ａ）故障极的判别： Ｗｃｘ＝Ｄｉｆｆ＿ｂｘ（ｔ）＊Ｃｏｍ＿ｂｘ（ｔ） （７） 式中，ｘ＝１，２，下同。如果Ｗｃｘ的短时积分值大于某个定值，则判为本极故障；否则，为非本极故障； Ｂ）行波突变量： Ｄｅｌｔａ（Ｄｉｆｆ＿ｂｘ（ｔ））＞差模突变定值 （８） Ｄｅｌｔａ（Ｃｏｍ＿ｂｘ（ｔ））＞共模突变定值 （９） Ｃ）行波积分量： Ｉｎｔｅｇ（Ｄｉｆｆ＿ｂｘ（ｔ））＞差模积分定值 （１０） Ｉｎｔｅｇ（Ｃｏｍ＿ｂｘ（ｔ））＞共模积分定值 （１１） 式中，Ｉｎｔｅｇ（．）表示积分计算； Ａ）至Ｃ）共同构成线路行波保护的动作条件。...
【技术特征摘要】
1.超高压直流线路故障的行波识别方法，其特征是采用反向行波，对极1有b1(t)＝Z*Delta(IDL1(t))-Delta(UDL1(t))(2)对极2有b2(t)＝Z*Delta(IDL2(t))-Delta(UDL2(t))(3)式中，UDL1为极1直流电压，IDL1为极1直流电流；UDL2为极2直流电压，IDL2为极2直流电流。Z为线路波阻抗；Delta(.)表示微分；t是时间变量；对极1行波差模量Diff_b1(t)＝0.5*(b1(t)-b2(t))(4)对极1行波共模量Com_b1(t)＝0.5*(b1(t)+b2(t))(5)对极2而言Diff_b2(t)＝-1.0*Diff_b1(t)，Com_b2(t)＝Com_b1(t)(6)判别方法A)故障极的判别Wcx＝Diff_bx(t)*Com_bx(t)...
【专利技术属性】
技术研发人员：李海英，王俊生，卢宇，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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