本发明专利技术涉及用于检测HVDC系统中电极线路上的线路故障的故障检测系统，其中，电极线路包括并联的第一分支和第二分支。故障检测系统包括设置成生成分别到第一分支和第二分支上的电脉冲的第一脉冲生成电路和第二脉冲生成电路及设置成生成分别指示第一注入线路和第二注入线路上出现的电信号的信号的第一电流测量装置和第二电流测量装置。分别到第一分支和第二分支上的电脉冲的独立生成及分别表示第一注入线路和第二注入线路上电信号的第一信号图案和第二信号图案的独立记录的可能性增加了收集的数据中的信息内容，由此有利于关于电极线路上是否存在故障的更可靠分析。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高压直流输电领域，并且具体地说，涉及在高压直流输电系统的电极线路中的故障检测。
技术介绍
在HVDC系统中，借助于一条或多条HVDC线路连接两个或更多个HVDC变流器站， 其中，HVDC线路用于将高压直流电从ー个HVDC变流器站携带到另ー HVDC变流器站。在单极HVDC传输中，单条HVDC线路连接两个HVDC变流器站，并且电流能够经由地返回。在双极HVDC传输中，借助于两条HVDC线路连接两个HVDC变流器站。电流因此能够经由HVDC 线路返回，并且在正常操作中，没有不平衡的接地或中性电流。然而，如果在双极系统中变流器之一中出现断电,则电流必须经由地或经由中性导线返回。为避免任何不平衡电流造成不可接受的干扰或腐蚀，具有最接近地的电势(经常称为站中性部分)的HVDC变流器的部分通常经由电极线路连接到位于远处的接地电极，或者经由两个HVDC变流器站之间的金属回路导线连接到另ー HVDC变流器站的站中性部分。 在后ー情况下，两个HVDC变流器站的站中性部分均仅在ー个点接地，这例如可以是HVDC变流器站之ー的接地栅极，并且因此没有接地电流。电极线路的操作电压低。通常情况下，在HVDC线路中在额定电流的电极线路的操作电压是几千伏，而金属回路导线的操作电压经常更大，这是因为金属回路导线通常情况下更长。在双极HVDC系统中，电极线路电流在平衡操作时为零且因此电极线路电压在平衡操作时为零。因此，由于故障不暗示电极线路电压的任何显著降低，因此，除非采取特殊措施，否则，在电极线路上的任何故障能够长时间保持未检测到。电极线路的长度经常达20公里或更长，以便确保任何强电流将被引导到在接地电极中线路电流的注入将对HVDC站或周围环境造成很少干扰或不造成干扰(例如，通过腐蚀)的地理位置。电极线路的接地电极通常位于具有对远程地(例如，对地球的岩浆)的低阻杭，并且离任何城镇、地下管道、鉄路等有足够距离的地理位置。在下述内容中，术语电极线路将用于表示金属回路导线，及连接HVDC站的DC站中性部分到接地电极的电极线路。有接地故障的电极线路能够造成安全危险，这是因为经由电极线路引导的电流随后将被引导到不受控制的地理位置，可能伤害人类以及造成当地基础设施的腐蚀。此外，在双极系统中发生某个极断电的情况下，如果电极线路具有接地故障，则剩余的极将通常也要跳闸以便清除电极线路接地故障。两个极的此类停电一般对社会及对HVDC线路运营商均会造成严重损失。此外，在正常操作条件下，有接地故障的电极线路能够对周围环境造成损坏，例如，地下管道的腐蚀。因此，需要用于监视在HVDC系统中的电极线路以便检测诸如接地故障或短路等故障的方式。此外，由于电极线路通常延伸超过数十公里，因此，经常希望不但检测线路故障的存在，而且确定故障的大约位置，以便能够轻松、快速地处理故障。US 6518719中公开了一种检测在双极HVDC系统中包括两条引线的故障电极线路的方法。通过使用具有两个高压绕组和一个低压绕组(低压绕组连接到脉冲生成器的输出端)的变换器，在推/拉模式中从对地不平衡脉冲形成对地平衡脉冲。随后，将脉冲馈送到两个电极引线中，记录回波曲线并将其与目标回波曲线进行比较。脉冲进入电极引线的点的位置距分支点(即，电极线路分叉进入两条引线的点)有对应于X/4的距离，X是馈送脉冲的中心频率的波长。在回波差异曲线周围放置的容限带被超过时，生成故障信号
技术实现思路
本专利技术涉及的一个问题是如何改进用于检测HVDC系统中电极线路中的故障的故障检测系统的可靠性。此问题通过用于检测HVDC系统中电极线路上的线路故障的故障检测系统而得以解决，其中，电极线路包括并联的第一分支和第二分支。线路故障检测系统包括 第一脉冲生成电路，具有经由第一注入线路可连接到第一分支的触发输入端和输出端，第一脉冲生成电路设置成在接收到触发信号时在输出端生成第一电脉冲； 第二脉冲生成电路，具有经由第二注入线路可连接到第二分支的触发输入端和输出端，第二脉冲生成电路设置成在接收到触发信号时在输出端生成与第一脉冲有相反极性的电脉冲； 第一电流测量装置，设置成生成指示第一分支线路中出现的电信号的信号； 第二电流测量装置，设置成生成指示第二分支线路中出现的电信号的信号；以及 监视装置，具有到第一电流测量装置和第二电流测量装置的连接，监视装置设置成记录 来自第一电流测量装置的第一已记录信号图案，第一已记录信号图案包括第一分支线路上响应电脉冲信号的生成而出现的信号，以及 来自第二电流测量装置的第二已记录信号图案，第二已记录信号图案包括第二分支线路上响应电脉冲信号的生成而出现的信号。该问题还通过一种检测HVDC系统中电极线路中线路故障的方法而得以解决,其中，电极线路包括并联的第一分支和第二分支。该方法包括 生成经由第一注入线路到第一分支上的第一电脉冲； 生成经由第二注入线路到第二分支上的第二电脉冲； 响应电脉冲信号的生成，记录表示第一分支线路上出现的电信号的第一已记录信号图案；以及 响应电脉冲信号的生成，记录表示第二分支线路上出现的电信号的第二已记录信号图案。通过故障检测系统和方法，实现了能够改进由用于检测电极线路中故障的故障检测系统收集的数据的质量，基于这些数据，执行故障检测。分别到第一分支和第二分支上电脉冲的独立生成及分别表示第一注入线路和第二注入线路上电信号的第一信号图案和第二信号图案的独立记录的可能性增加了收集的数据中的信息内容，由此有利于关于电极线路上是否存在故障的更可靠分析。不同于如在例如US 6518719中所述现有技术电极线路故障检测系统，其中只能够获得表示极模式传送的信号图案，第一信号图案和第二信号图案的独立记录允许从单个故障检测事件中推导表示极模式传送、接地模式传送和组合的极模式与接地模式传送的信号图案。其中能够最好地辨认故障的传送模式通常在不同故障类型之间改变。因此，通过提供获得表示不同传送模式的信号图案的可能性，改进了检测到不同类型的故障的可能性。到第一分支和第二分支上的电脉冲的独立生成的可能性允许在称为同时注入模式、其中同时传送两个互补脉冲的情形中和在称为单一信号注入模式、其中在某个时间将电脉冲注入到一个分支线路中的情形中收集数据。在同时注入模式中，两个互补脉冲在磁性和电容上耦合，并且因此检测到的信号图像在两种情形之间不同。与其中仅同时注入模式可用的US 6518719的电极线路故障检测系统相比，能够获得有关线路故障检测系统的状态的另外的信息。本故障检测系统优于US 6518719中公开的系统的又一优点是可设置本故障检测系统，以便能够使用单极性的电脉沖。通过提供単独的脉冲生成电路，在脉冲生成电路的输出侧不需要在生成的电脉冲包括DC分量的情况下受饱和的影响的组件。一般而言，与在要生成双极性的脉冲的情况下相比，设置成生成单极性脉冲的脉冲生成电路能够保持得更简单。在一个实施例中，故障检测系统还包括比较机构，比较机构设置成从第一已记录信号图案和第二已记录信号图案的相加和/或相减中生成至少ー个另外的已记录信号图案。由此实现了在故障检测系统内能够执行对电极线路的状态的改进分析。在一个实施例中，故障检测系统包括样本寄存器，样本寄存器设置成存储至少ー 个样本信号图案，至少ー个样本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：LE于林，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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