一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置，属于特高压直流输电技术领域。本实用新型专利技术在整流侧利用整流侧的平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”；在逆变侧利用逆变侧的平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”。本实用新型专利技术能实现特高压直流输电线路的全线保护，是一种全新的特高压直流输电线路保护原理，对特高压直流输电系统安全运行具有重要意义。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置，属于特高压直流输电

技术介绍
目前，公知的直流输电线路的主保护是行波保护，但行波保护易受雷电、换相失 败、交流侧故障等暂态现象的干扰，可靠性不高。对于特高压直流输电线路暂态保护，有学者提出利用平波电抗器、直流滤波器构成的特高压直流输电线路“边界”来区分区内、区外故障，该方法提出了“边界”概念，具有重要意义，但该方法忽略了特高压直流输电线路对高频暂态信号的衰减作用，没有考虑PLC滤波器的作用，并且该方法是利用保护元件来区分本侧区外、区内故障，并不能实现特高压直流输电线路全线保护。
技术实现思路
为了克服现有特高压直流输电线路行波保护可靠性不高，利用保护元件来区分本侧区外、区内故障的特高压直流输电线路暂态保护不能实现特高压直流输电线路全线保护的缺点，本技术提供一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置，该方法可靠性高，而且能实现特高压直流输电线路全线保护。本技术解决该技术问题所采用的技术方案是在整流侧利用平波电抗器7、直流滤波器9、PLC滤波器11构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”;在逆变侧利用平波电抗器8、直流滤波器10、PLC滤波器12构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”。本技术考虑特高压直流输电线路对故障暂态信号高频量的衰减作用，利用保护元件来区分对侧区外、区内故障，具体方法是首先，在整流侧利用平波电抗器7、直流滤波器9、PLC滤波器11构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”;在逆变侧利用平波电抗器8、直流滤波器10、PLC滤波器12构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”，然后在保护安装点3，利用公式f |U(幻I'计算出当线路末端出现故障时在保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量的暂态能量，并且作为判断的标准；当线路中某点出现故障时，在保护安装点3，利用公式N2I I 酬 '计算出该点故障时在保护安装点检测到的暂态电压高频分量的暂态能量，最后通过比较故障暂态电压高频分量的暂态能量和线路末端故障时的故障暂态电压高频分量的暂态能量的大小，区分特高压直流输电线路全线的区内故障与保护安装点3对侧的区外故障，实现特高压直流输电线路单端全线保护。所述的故障暂态电压高频分量的暂态能量和线路末端故障时的故障暂态电压高频分量的暂态能量的比较方法利用整流侧保护元件来区分逆变侧的区内故障和区外故障，利用逆变侧的保护元件来区分整流侧的区内故障和区外故障；如果保护装置位于整流侦牝以线路末端点故 障时在保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量为标准，当保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量小于线路末端点故障时的故障暂态电压高频分量，则故障为对侧区外故障；当保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量大于等于线路末端点故障时的故障暂态电压高频分量，则故障为对侧区内故障。如果保护装置位于逆变侧，以线路末端点故障时在保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量为标准，当保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量小于线路末端点故障时的故障暂态电压高频分量，则故障为对侧区外故障；当保护安装点检测到的故障暂态电压高频分量大于等于线路末端点故障时的故障暂态电压高频分量，则故障为对侧区内故障。所述的平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器均是市售的普通元件。本技术的有益效果是利用保护安装处的保护装置，可以区分对侧的区外故障与直流输电线路全线故障(区内故障)，从而实现特高压直流输电线路全线保护。附图说明图I为现有的技术中利用保护元件来区分本侧区外、区内故障的特高压直流输电线路暂态保护原理图；图2为本技术利用保护元件来区分对侧区外、区内故障的特高压直流输电线路单端暂态电压保护原理图。图中1-整流侧交流系统、2-整流桥、3-保护安装点、4-直流线路、5-逆变桥、6-逆变侧交流系统、7-整流侧平波电抗器、8-逆变侧平波电抗器、9-整流侧直流滤波器、10-逆变侧直流滤波器、11-整流侧PLC滤波器、12-逆变侧PLC滤波器。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。如图I所示目前国内学者提出的利用保护元件来区分本侧区外、区内故障的特高压直流输电线路暂态保护原理图，在整流侧利用平波电抗器7、直流滤波器9构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”;在逆变侧利用平波电抗器8、直流滤波器10构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”该特高压直流输电线路的“边界”构成元件不包括PLC滤波器，并且该保护原理未考虑特高压直流输电线路对故障暂态信号高频量的衰减作用，该保护是利用故障暂态电压量的特高压直流输电线路暂态电压保护。由图I可见，当区外d3点发生故障时，故障暂态电压信号高频量通过由平波电抗器、直流滤波器构成的“边界”到达保护安装点，保护装置检测到的故障暂态电压信号高频量为通过“边界”衰减后的高频量，而区内dl点发生故障时，保护装置检测到的故障暂态电压信号高频量为未经衰减的高频量，所以该原理区分dl点故障与d3点故障的“区内”与“区夕卜”是没有问题的。但是，当特高压直流输电线路远端d2点发生故障时，由于特高压直流输电线路对高频量的衰减作用，到达保护安装点的故障暂态电压信号高频量为经特高压直流输电线路衰减后的高频量，并且线路越长，衰减越厉害，当故障点距离保护安装点的距离长到一定程度时，在保护安装点，区内d2点故障产生的故障暂态电压高频量将小于区外d3点故障产生的故障暂态电压高频量，即该原理已不能区分d2点故障与d3点故障的“区内”与“区外”。所以目前国内学者提出的利用保护元件来区分本侧区外、区内故障的特高压直流输电线路暂态保护原理不能实现特高压直流输电线路的全线保护。在克服现有技术中的不足的基础上，本技术提出了一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置，本技术的工作原理对于安装在整流侧的保护装置，逆变侧的区外故障产生的暂态电压高频分量要通过特高压直流输电线路“边界”和特高压直流输电线路的双重衰减才能到达保护安装处，而区内故障即特高压直流输电线路故障所产生的暂态电压高频分量则只通过特高压直流输电线路的衰减就能到达保护安装处。可见在整流侧保护安装处，特高压直流输电线路末 端故障所产生的暂态电压高频分量是大于区外故障所产生的暂态电压高频分量的，故障离整流侧保护安装处越近，所产生的暂态电压高频分量越大。所以，利用整流侧的保护装置，计算暂态电压高频分量的暂态能量就能区分特高压直流输电线路全线的故障与逆变侧的区外故障。本技术在实施中，在整流侧利用平波电抗器7、直流滤波器9、PLC滤波器11构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”;在逆变侧利用平波电抗器8、直流滤波器10、PLC滤波器12构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”。本技术在工作时，在保护安装点3，利用公式|[/沐)|'Jc-I计算出当线路末端出现故障时在保护安装点3检测到的故障暂态电压高频分量的暂态能量，并且作为判断的标准；当线路中某点出现故障时，在保护安装点3，利用公式N2Z柳I.LI计算出该点故障时在保护安装点检测到的暂态电压高频分量的暂态能量，最后通过比较故障暂态电压高频分量的暂态能量和线路末端故障时的故障暂态电压高频分量的暂态能量的大小，区分特高压直流输电线路全线的区内故障与保护安装点3对侧的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种特高压直流输电线路单端暂态电压保护装置，其特征是：在整流侧利用整流侧的平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成整流侧的特高压直流输电线路“边界”；在逆变侧利用逆变侧的平波电抗器、直流滤波器、PLC滤波器构成逆变侧的特高压直流输电线路“边界”。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仕龙，束洪春，毕贵红，谢静，张文英，邱革非，叶波，蔡子龙，常勇，宋建，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：实用新型
国别省市：