双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置，涉及高压直流输电故障处理技术领域，该双极直流系统包括第一直流极、第二直流极、接地单元和两组交流断路器；该方法包括：检测到双极直流系统换流变压器阀侧发生接地故障时，对阀侧区域启动差动保护，直至交流系统与故障点隔离；闭锁故障极换流阀，控制故障极的第一交流断路器断开，并在延时预设时长后，控制故障极的第二交流断路器断开，以实现交流系统与故障点隔离；当直流电流小于预设直流阈值时，控制第一开关和第二开关断开，以完成直流系统与故障点隔离。本发明专利技术可延时跳开两台交流断路器，不需要判断故障相以及交流相电流是否出现过零点，可快速的动作完成阀侧接地故障的隔离。接地故障的隔离。接地故障的隔离。

【技术实现步骤摘要】
双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置


[0001]本专利技术涉及高压直流输电故障处理
，尤其是涉及一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
[0003]采用对称双极接线的直流系统因其运行方式灵活，可降低额定运行电压等优点，在高电压大容量直流输电系统中得到广泛应用。近年来，基于模块化多电平换流器(MMC)的柔性直流系统由于其功率控制灵活、输出电压电流谐波含量小、模块化程度高等技术优势，在新能源大规模集中接入方面得到广泛应用。同时基于二极管换流器的不控整流器由于其成本低、占地面积小、运行损耗低在大规模海风送出系统中有应用前景。
[0004]在由一个或多个MMC换流器及不控整流桥串联组成的直流极的阀侧发生不对称接地短路(单相接地或两相接地)时，由于换流器中二极管的单向导通，会造成交流电流产生直流偏置，严重情况下，交流电流中不存在电流过零点，对此类故障的隔离清除造成了困难。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置，可快速可靠的完成换流变压器阀侧区域接地故障的隔离。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供了一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法，所述双极直流系统包括第一直流极、第二直流极、接地单元和两组交流断路器；每组所述交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器；所述第一直流极的一端通过第一开关与正极电连接；所述第二直流极的一端通过第二开关与负极电连接；所述第一直流极的另一端和所述第二直流极的另一端分别通过一组或多组交流断路器与交流系统电连接；所述第一直流极与所述第二直流极通过所述接地单元接地；所述方法包括：
[0007]检测到所述双极直流系统换流变压器阀侧发生接地故障时，对阀侧区域启动差动保护，直至交流系统与故障点隔离；
[0008]闭锁故障极换流阀，控制故障极的第一交流断路器断开，并在延时预设时长后，控制故障极的第二交流断路器断开，以实现交流系统与故障点隔离；
[0009]当直流电流小于预设直流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以完成直流系统与故障点隔离。
[0010]第二方面，本专利技术实施例还提供一种双极直流系统阀侧接地故障隔离装置，所述双极直流系统包括第一直流极、第二直流极、接地单元和两组交流断路器；每组所述交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器；所述第一直流极的一端通过第一开关与正极电连接；所述第二直流极的一端通过第二开关与负极电连接；所述第一直流极的另一端和
所述第二直流极的另一端分别通过一组或多组交流断路器与交流系统电连接；所述第一直流极与所述第二直流极通过所述接地单元接地；所述装置包括：
[0011]保护模块，用于检测到所述双极直流系统换流变压器阀侧发生接地故障时，对阀侧区域启动差动保护，直至交流系统与故障点隔离；
[0012]交流控制模块，用于闭锁故障极换流阀，控制故障极的第一交流断路器断开，并在延时预设时长后，控制故障极的第二交流断路器断开，以实现交流系统与故障点隔离；
[0013]直流控制模块，用于当直流电流小于预设直流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以完成直流系统与故障点隔离。
[0014]第三方面，本专利技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述双极直流系统阀侧接地故障隔离方法。
[0015]第四方面，本专利技术实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述双极直流系统阀侧接地故障隔离方法的计算机程序。
[0016]本专利技术实施例带来了以下有益效果：本专利技术实施例提供了一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法及装置，该双极直流系统包括第一直流极、第二直流极、接地单元和两组交流断路器；每组交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器；第一直流极的一端通过第一开关与正极电连接；第二直流极的一端通过第二开关与负极电连接；第一直流极的另一端和第二直流极的另一端分别通过一组或多组交流断路器与交流系统电连接；第一直流极与第二直流极通过接地单元接地；该方法包括：检测到双极直流系统换流变压器阀侧发生接地故障时，对阀侧区域启动差动保护，直至交流系统与故障点隔离；闭锁故障极换流阀，控制故障极的第一交流断路器断开，并在延时预设时长后，控制故障极的第二交流断路器断开，以实现交流系统与故障点隔离；当直流电流小于预设直流阈值时，控制第一开关和第二开关断开，以完成直流系统与故障点隔离。本专利技术实施例不需要判断故障相以及交流相电流是否出现过零点，可快速的动作完成阀侧接地故障的隔离。
[0017]本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0018]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0020]图1为本专利技术实施例提供的双极直流系统阀侧接地故障隔离方法流程图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的双极直流系统阀侧接地故障隔离装置结构框图；
[0022]图3为本专利技术实施例提供的双极直流系统组成示意图；
[0023]图4为本专利技术实施例提供的一极由基于半桥拓扑结构功率模块构成的MMC换流器
单元组成示意图；
[0024]图5为本专利技术实施例提供的一极由基于二极管整流桥构成的换流器单元组成示意图；
[0025]图6为本专利技术实施例提供的单相故障时电流回路示意图；
[0026]图7为本专利技术实施例提供的电子设备的系统组成结构示意图；
[0027]图8为本专利技术实施例提供的非故障相等效回路示意图；
[0028]图9为本专利技术实施例提供的实现故障极隔离开关控制时序图；
[0029]图10为本专利技术实施例提供的换流变压器采用YY接线时，其阀侧发生单相接地故障，换流变压器网侧交流故障电流及断路器跳闸信号波形；
[0030]图11为本专利技术实施例提供的换流变压器采用YY接线时，第一台交流断路器Q1开断交流侧一相故障电流波形示意图；
[0031]图12为本专利技术实施例提供的一种第二台交流断路器Q2开断交流侧另外两相故障电流波形；
[0032]图13为本专利技术实施例提供的换流变压器采用YY接线时，其阀侧发生单相接地故障，Q1和Q2开断交流故障本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双极直流系统阀侧接地故障隔离方法，其特征在于，所述双极直流系统包括第一直流极、第二直流极、接地单元和两组交流断路器；每组所述交流断路器包括第一交流断路器和第二交流断路器；所述第一直流极的一端通过第一开关与正极电连接；所述第二直流极的一端通过第二开关与负极电连接；所述第一直流极的另一端和所述第二直流极的另一端分别通过一组或多组交流断路器与交流系统电连接；所述第一直流极与所述第二直流极通过所述接地单元接地；所述方法包括：检测到所述双极直流系统换流变压器阀侧发生接地故障时，对阀侧区域启动差动保护，直至交流系统与故障点隔离；闭锁故障极换流阀，控制故障极的第一交流断路器断开，并在延时预设时长后，控制故障极的第二交流断路器断开，以实现交流系统与故障点隔离；当直流电流小于预设直流阈值时，控制所述第一开关和所述第二开关断开，以完成直流系统与故障点隔离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一直流极包括一个或多个MMC换流器单元或二极管整流桥换流器单元；所述第二直流极包括一个或多个MMC换流器单元或二极管整流桥换流器单元。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述MMC换流器单元，至少包括启动电阻、换流变压器、采用半桥型拓扑结构的换流阀和换流电抗器；所述二极管整流桥换流器单元至少包括换流变压器、换流阀和平波电抗器。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：利用差动保护装置，根据换流变压器阀侧电流、换流桥上桥臂电流、换流桥下桥臂电流和预设额定值确定所述双极直流系统发生阀侧接地故障。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：判断如下公式是否成立，若成立，则确定所述双极直流系统发生阀侧接地故障：Ivx
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【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，任军辉，王帅，王杰峰，杨帆，曹鹏，宋志顺，
申请(专利权)人：中国西电电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：