[发明专利]一种特高压直流线路保护启动判据的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体是一种利用极波变化率作为特高压直流线路保护启动判据的方法。

背景技术

目前如何提高直流线路运行的安全性和可靠性已成为急需解决的问题，能否对直流线路故障做出正确判断是直流线路保护的关键。目前，世界上广泛采用行波保护作为高压直流线路保护的主保护，其快速的单端量保护是依据电压行波的突变量、电压行波变化率和电流变化梯度作为判据的。它具有超高速动作特性，不受电流互感器饱和、系统振荡和长线分布电容影响等优点。但根据国内外实际运行的相关资料显示，目前使用的直流线路行波保护（主要由ABB和SIEMENS两家公司提供）却受存在因线路末端平波电抗器和直流滤波器的影响，导致电压变化率减小；电压变量和地模波受故障距离影响；方向行波变化率受过渡电阻影响等问题。正是因为这些影响因素的存在，有时会导致现有的直流保护装置拒动。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用极波变化率作为特高压直流线路保护启动判据的方法。

直流输电线路故障后，保护安装处量测的极波电压首波头幅值比其对应的极线电压、线模电压和零模电压首波头幅值大，且更为陡峭，据此可以提出利用极波电压变化率构造启动判据。

本发明的特高压直流线路保护启动判据的方法按以下步骤进行：

（1）直流线路发生故障后，根据测量端的极线电压、极线电流求出极波                                                

  (j=+,-)                        (1)

式中，为极波波阻抗，为极线电压，为极线电流，+表示为正极线，-表示为负极线，n=1、2、3….N，N=50为采样序列长度；

（2）采用Daubechies小波系的db4小波对极波电压进行一维小波分解得到模极大值K_m；

（3）选取首个模极大值作为电压变化率启动判据，即

                   Km　>　Kset                                (2)

式中: Kset已选取Kset=100。

以下是本发明的设计原理：

1.物理边界元件的频率特性

以云广±800kV直流输电系统中的直流滤波器和平波电抗器构成的物理边界进行分析。其结构如图2所示，B₁、B₂、B₃、B₄为直流滤波器避雷器，D₁和D₂分别平波电抗器避雷器和直流母线避雷器，因此 B₁、B₂、B₃、B₄、D₁、D₂统称为边界。避雷器。B₁、B₂额定电压为150kV，B₃、B₄额定电压为75kV，D₁、D₂额定电压为824kV。图2中，L=400 mH、L₁=39.09 mH、L₂= 26.06 mH、L₃=19.545 mH、L₄=34.75 mH、C₁=0.9 μF、C₂=0.9 μF、C₃=1.8 μF、C₄=0.675 μF。

               (5)

式(1)中，为直流滤波器阻抗，为平波电抗器阻抗。由式(1)可得，边界元件传递函数的幅频特性，如图3所示。

由图3可知：当，；当1kHz<f<2kHz时，H(jω)频谱曲线有振荡，当f>2kHz时，H(jω) <-30dB，可见边界元件对高频分量有衰减作用，呈阻带特性。

2.极波物理本质