直流输电系统接地极线路故障保护方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，通过综合考虑接地极线路电流和中性母线电流进行接地极线路故障判别，减少了误判断，提高了直流输电系统接地极线路故障保护的可靠性。还公开了一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，通过综合利用重启动、运行方式转换、极平衡、功率回降等多种手段，降低了系统极闭锁的概率，有效地减少功率损失。有效地减少功率损失。有效地减少功率损失。

【技术实现步骤摘要】
直流输电系统接地极线路故障保护方法、装置及电子设备


[0001]本专利技术属于直流输电领域，特别涉及直流输电系统接地极线路故障保护方法、装置及电子设备。

技术介绍

[0002]直流输电系统的结构如图1所示，IDNE1为极1中性母线电流、IDNE2为极2中性母线电流、IDEL1为接地极线路1电流、IDEL2为接地极线路2电流，各电流测点旁边的箭头为定义的电流正方向。在双极大地回线运行方式下：当极1和极2的中性母线电流相等时，接地极线路1和接地极线路2没有电流；当极1和极2的中性母线电流不相等时，接地极线路1和接地极线路2的电流之和就是极2中性母线电流减去极1中性母线电流的差值。在极1单极大地回线运行方式下，极1中性母线电流等于接地极线路1和接地极线路2的电流之和的相反值。在极2单极大地回线运行方式下，极2中性母线电流等于接地极线路1和接地极线路2的电流之和。另外，由于接地极线路1和接地极线路2在站内和接地处都短接，因此两条线路在正常运行时时完全对称的，接地极线路1电流等于接地极线路2电流。
[0003]当接地极线路1发生接地故障时，接地极线路1和接地极线路2之间的对称关系被破坏，因此接地极线路1电流和接地极线路2电流不相等。目前接地极线路故障的保护方法是：比较接地极线路1电流IDEL1和接地极线路2电流IDEL2是否相等，如果两者差值的绝对值大于定值，则保护动作。此方法虽然能检测接地极线路故障，但是也容易发生误动作，比如当接地极线路1电流IDEL1测量设备故障，不能准确反映接地极线路1的实际运行电流时，按此方法设计的保护就会误动作。
[0004]目前，当接地极线路发生故障时，单极大地回线运行方式的故障处理方式是：首先进行重启动，重启动不成功则闭锁极。如果接地极线路故障是永久接地故障，则会闭锁极。双极大地回线运行方式的故障处理方式是：先极平衡，极平衡不成功则闭锁极。此种处理方式不能避免控制系统的故障而导致极平衡失效的情况，另外如果接地极线路故障是永久接地故障，也会闭锁极。因此，可以在以下两个方面进行改进：一是提高直流输电系统接地极线路故障判断的准确性，减少误判断；二是采取措施在接地极线路故障发生以后减少功率的损失。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是：提供一种直流输电系统接地极线路故障保护方法以解决接地极线路故障保护可靠性不足和接地极线路故障功率损失大中的至少一个问题。
[0006]为了达成上述目的，本申请采用如下技术方案：作为本申请的第一方面，提出了一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，包括：
[0007]当直流输电系统在单极大地回线运行方式下，获取接地极线路1电流、接地极线路2电流和运行极的中性母线电流，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：
[0008]1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；
[0009]2)运行极的中性母线电流与接地极线路电流之差小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和；
[0010]和/或
[0011]当直流输电系统在双极大地回线运行方式下，获取接地极线路1电流，接地极线路2电流，极1中性母线电流和极2中性母线电流，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：
[0012]1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；
[0013]2)极2中性母线电流与极1中性母线电流之差再减去接地极线路电流得到的差值小于第二电流定值。
[0014]作为本申请的第二方面，提出了一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，包括：当直流输电系统处于单极大地回线运行方式时，执行以下操作：
[0015]检测接地极线路是否发生接地故障；
[0016]当检测到接地极线路发生接地故障时，执行重启动操作；
[0017]若重启动成功，系统恢复正常运行；若重启动不成功，则转换直流输电系统运行方式将大地回线运行方式转换为金属回线运行方式；
[0018]如果转换直流输电系统运行方式成功，则系统以金属回线运行方式继续运行；如果转换直流输电系统运行方式失败，则闭锁运行极；
[0019]和/或
[0020]当直流输电系统处于双极大地回线运行方式时，执行以下操作：
[0021]检测接地极线路是否发生接地故障；
[0022]当检测到接地极线路发生接地故障时，首先执行首次极平衡操作；
[0023]若首次极平衡成功，则系统在极平衡方式下继续运行；若极平衡不成功，则在切换控制系统后进行再次极平衡操作；
[0024]若再次极平衡成功，则系统在极平衡方式下继续运行；若再次极平衡仍然不成功，则执行功率回降操作；
[0025]如果功率回降成功，则系统在回降后的功率水平下继续运行；如果功率回降不成功，则闭锁一个极，对剩余极执行重启动操作；
[0026]若重启动成功，系统维持单极大地回线运行模式；若重启动不成功，则转换直流输电系统运行方式将剩余极从大地回线运行方式转换为金属回线运行方式；
[0027]如果转换直流输电系统运行方式成功，则系统以金属回线运行方式继续运行；如果转换直流输电系统运行方式失败，则闭锁剩余极。
[0028]进一步地，当直流输电系统处于单极大地回线运行方式时，所述检测接地极线路是否发生接地故障的方法为，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：
[0029]1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；
[0030]2)运行极的中性母线电流与接地极线路电流之差小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和。
[0031]进一步地，当直流输电系统处于双极大地回线运行方式时，所述检测接地极线路
是否发生接地故障的方法为，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：
[0032]1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；
[0033]2)极2中性母线电流与极1中性母线电流之差再减去接地极线路电流得到的差值小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和。
[0034]作为本申请的第三方面，提出了一种直流输电系统接地极线路故障保护装置，包括运行方式判定模块、第一采样模块和第一故障判定模块；其中：
[0035]所述运行方式判定模块，用于判定直流输电系统运行方式，当处于单极大地回线运行方式下触发第一故障判定模块；
[0036]所述第一采样模块，用于获取接地极线路1电流、接地极线路2电流和运行极的中性母线电流；
[0037]所述第一故障判定模块，接收第一采样模块的采样电流以及运行方式判定模块的触发信号，对下述两个条件进行判定，当两个条件同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，其特征在于，包括：当直流输电系统在单极大地回线运行方式下，获取接地极线路1电流、接地极线路2电流和运行极的中性母线电流，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；2)运行极的中性母线电流与接地极线路电流之差小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和；和/或当直流输电系统在双极大地回线运行方式下，获取接地极线路1电流，接地极线路2电流，极1中性母线电流和极2中性母线电流，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；2)极2中性母线电流与极1中性母线电流之差再减去接地极线路电流得到的差值小于第二电流定值。2.一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，其特征在于，所述保护方法包括：当直流输电系统处于单极大地回线运行方式时，执行以下操作：检测接地极线路是否发生接地故障；当检测到接地极线路发生接地故障时，执行重启动操作；若重启动成功，系统恢复正常运行；若重启动不成功，则转换直流输电系统运行方式将大地回线运行方式转换为金属回线运行方式；如果转换直流输电系统运行方式成功，则系统以金属回线运行方式继续运行；如果转换直流输电系统运行方式失败，则闭锁运行极；和/或当直流输电系统处于双极大地回线运行方式时，执行以下操作：检测接地极线路是否发生接地故障；当检测到接地极线路发生接地故障时，首先执行首次极平衡操作；若首次极平衡成功，则系统在极平衡方式下继续运行；若极平衡不成功，则在切换控制系统后进行再次极平衡操作；若再次极平衡成功，则系统在极平衡方式下继续运行；若再次极平衡仍然不成功，则执行功率回降操作；如果功率回降成功，则系统在回降后的功率水平下继续运行；如果功率回降不成功，则闭锁一个极，对剩余极执行重启动操作；若重启动成功，系统维持单极大地回线运行模式；若重启动不成功，则转换直流输电系统运行方式将剩余极从大地回线运行方式转换为金属回线运行方式；如果转换直流输电系统运行方式成功，则系统以金属回线运行方式继续运行；如果转换直流输电系统运行方式失败，则闭锁剩余极。3.如权利要求2所述的一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，其特征在于，当直流输电系统处于单极大地回线运行方式时，所述检测接地极线路是否发生接地故障的方法为，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故
障：1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；2)运行极的中性母线电流与接地极线路电流之差小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和。4.如权利要求2所述的一种直流输电系统接地极线路故障保护方法，其特征在于，当直流输电系统处于双极大地回线运行方式时，所述检测接地极线路是否发生接地故障的方法为，当下述两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；2)极2中性母线电流与极1中性母线电流之差再减去接地极线路电流得到的差值小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和。5.一种直流输电系统接地极线路故障保护装置，其特征在于，包括运行方式判定模块、第一采样模块和第一故障判定模块；其中：所述运行方式判定模块，用于判定直流输电系统运行方式，当处于单极大地回线运行方式下触发第一故障判定模块；所述第一采样模块，用于获取接地极线路1电流、接地极线路2电流和运行极的中性母线电流；所述第一故障判定模块，接收第一采样模块的采样电流以及运行方式判定模块的触发信号，对下述两个条件进行判定，当两个条件同时满足并且持续时间大于预设时间定值时，判定接地极线路发生故障：1)接地极线路1电流减去接地极线路2电流的差的绝对值大于第一电流定值；2)运行极的中性母线电流与接地极线路电流之差小于第二电流定值；其中，所述接地极线路电流为接地极线路1电流与接地极线路2电流之和。6.如权利要求5所述的一种直流输电系统接地...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建明，王永平，黄志岭，俞翔，陈旭东，任力帅，
申请(专利权)人：南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：