一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法技术

一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，利用线路采集到的暂态行波参数，基于故障行波测距法及基尔霍夫电流定律，推算出线路故障处的电位升、电流变化率；并根据直流电弧的伏安特性以及故障回路电压平衡方程反演了连续电流实时幅值，计算得到故障处电弧的熄灭时间，以此预测了故障持续时长，进而对线路故障重启动的去游离时间进行动态设置。该优化方法能够合理延长去游离时间，可避免长连续电流造成的线路重启失败及闭锁事件，为地闪长连续电流作用下直流输电线路的防护工作提供参考。工作提供参考。工作提供参考。

【技术实现步骤摘要】
一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法


[0001]本专利技术涉及直流输电线路故障重启动
，具体涉及一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法。

技术介绍

[0002]传统直流输电线路为了降低线路停运概率，均装有自动重启动系统，当线路遭受雷击发生瞬时性故障时，经重启动消除故障后可继续运行。但近年来，随着雷电探测技术的发展，证实了绝大多数的地闪回击后都带有连续电流过程，这会使雷电通道的维持时间变长，可能会对线路的重启动产生影响。重要输电线路的雷击故障事件也表明：地闪长连续电流过程会延长线路雷击瞬时故障的持续时间，是造成直流线路“闭锁”的重要原因。
[0003]目前，高压直流输电的故障重启策略未充分考虑地闪长连续电流过程的影响，可能会造成线路去游离时间不足，导致故障点无法清除，线路重启失败甚至闭锁。

技术实现思路

[0004]针对现有直流输电线路故障重启动策略的不足，考虑了长连续电流过程对故障持续时间的影响，本专利技术提供一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，该优化方法能够合理延长去游离时间，可避免长连续电流造成的线路重启失败及闭锁事件，为地闪长连续电流作用下直流输电线路的防护工作提供参考。
[0005]本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，利用线路采集到的暂态行波参数，基于故障行波测距法及基尔霍夫电流定律，推算出线路故障处的电位升、电流变化率；并根据直流电弧的伏安特性以及故障回路电压平衡方程反演了连续电流实时幅值，计算得到故障处电弧的熄灭时间，以此预测了故障持续时长，进而对线路故障重启动的去游离时间进行动态设置。
[0007]一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，包括以下步骤：
[0008]步骤1：当线路遭受雷击故障进入去游离阶段时，通过采集装置对线路末端雷击暂态行波参数进行采样，包括电压、电流行波U
d
(t)、I
d
(t)，并计算电流变化率dI
d
/dt。
[0009]步骤2：采用行波法进行故障测距，得到故障点到线路末端的距离，根据采集的线路电压推算线路故障处电位升，计算公式如下所示：
[0010]E(I
cc
)≈U
d
(t)/(l
x
·
k
*
)；
[0011]式中，I
cc
为连续电流幅值；E(I
cc
)为长连续电流作用阶段，故障点的电位升；l
x
表示故障点到线路末端距离；k
*
为百公里线路电压衰减系数。
[0012]步骤3：根据基尔霍夫电流定律，可知I
a
＝0.5I
cc
‑
I
d
，将I
cc
近似为常数后两边求导，则故障处电流变化率约等于线路电流变化率，即：
[0013]dI
a
/dt≈dI
d
/dt；
[0014]式中，I
a
为绝缘子闪络电流，I
d
为雷电流传播至线路末端的电流。
[0015]步骤4：将直流电弧伏安特性U
a
＝f(I
a
)，代入故障回路电压平衡方程后得到如下关系式：
[0016]E(I
cc
)＝λI
a
‑
n
x+I
a
R
c
+L
c
·
dI
a
/dt
a
；
[0017]式中，U
a
、I
a
分别为电弧电压、电流；λ、n为反映电弧特性的常数；x为弧长，取固定值；R
c
为故障回路电阻；L
c
为回路电感；t
a
为电弧熄灭时间。
[0018]其中，故障回路电压平衡方程，由故障点的电位升E(I
cc
)、电弧电压λI
a
‑
n
x、电阻电压I
a
R
c
，以及电感电压L
c
·
dI
a
/dt
a
组成。
[0019]将故障点的电位升用采集的线路电压表示后，得到表达式U
d
＝f(I
a
)；
[0020]U
d
(t)＝(l
x
·
k
*
)
·
(λI
a
‑
n
x+I
a
R
c
+L
c
·
dI
a
/dt
a
)
[0021]求解故障处电弧电流，计算公式如下所示：
[0022]U
d
＝f
‑‑1(I
a
)。
[0023]步骤5：根据采集的线路电流以及计算的故障处电弧电流，反演连续电流的实时幅值，可由下式计算得到：
[0024]I
cc
＝2(I
d
+I
a
)；
[0025]该幅值下故障处的电弧熄灭时间，即为所预测的故障持续时长，可由下式计算得到：
[0026][0027]步骤6：判断故障去游离时间是否充足，若预测的故障持续时长超过剩余的去游离时间，则延长去游离时间且保留10ms裕度，延迟T
d
+10ms后结束去游离过程，未超过则不延迟。去游离延长时间的计算公式如下所示：
[0028][0029]式中，T
qy
为去游离时间；T
y
为已去游离的时长；T
d
为去游离延长时间，t
a
为电弧熄灭时间。
[0030]本专利技术一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，技术效果如下：
[0031]本专利技术优化方法针对长连续电流作用下线路故障重启动的去游离时间不足，无法在去游离时间内及时清除故障的问题，提出动态设置去游离时间的故障重启动策略，从而合理延长去游离时间，可避免长连续电流造成的线路重启失败及闭锁事件。
附图说明
[0032]下面结合附图和实施对本专利技术作进一步说明：
[0033]图1为本专利技术的优化流程图。
[0034]图2为地闪长连续电流示意图。
[0035]图3为雷击线路示意图。
[0036]图4为直流电弧伏安特性曲线。
[0037]图5为故障回路示意图。
[0038]图6(a)为故障重启动策略优化前后线路电压U
d
变化图；
[0039]图6(b)为故障重本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，其特征在于：利用线路采集到的暂态行波参数，基于故障行波测距法及基尔霍夫电流定律，推算出线路故障处的电位升、电流变化率；并根据直流电弧的伏安特性以及故障回路电压平衡方程反演了连续电流实时幅值，计算得到故障处电弧的熄灭时间，以此预测了故障持续时长，进而对线路故障重启动的去游离时间进行动态设置。2.一种地闪长连续电流作用下直流线路故障重启动优化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：当线路遭受雷击故障进入去游离阶段时，对线路末端雷击暂态行波参数进行采样，包括电压、电流行波U
d
(t)、I
d
(t)，并计算电流变化率dI
d
/dt；步骤2：采用行波法进行故障测距，得到故障点到线路末端的距离，根据采集的线路电压推算线路故障处电位升，计算公式如下所示：E(I
cc
)≈U
d
(t)/(l
x
·
k
*
)；式中，I
cc
为连续电流幅值；E(I
cc
)为长连续电流作用阶段，故障点的电位升；l
x
表示故障点到线路末端距离；k
*
为百公里线路电压衰减系数；步骤3：根据基尔霍夫电流定律，可知I
a
＝0.5I
cc
‑
I
d
，将I
cc
近似为常数后两边求导，则故障处电流变化率约等于线路电流变化率，即：dI
a
/dt≈dI
d
/dt；式中，I
a
为绝缘子闪络电流，I
d
为雷电流传播至线路末端的电流；步骤4：将直流电弧伏安特性U
a
＝f(I
a
)，代入故障回路电压平衡方程后得到如下关系式：E(I
cc
)＝λI
a
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：黎鹏，肖盼，林敢，吴田，普子恒，方春华，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：