[发明专利]同塔并架多回直流线路耦合作用引发换相失败的判别方法

权利要求书

1.同塔并架多回直流线路耦合作用引发换相失败的判别方法，包括以下顺序的步骤：

1）根据同塔并架多回直流输电线路的结构和参数，计算线路间的电流耦合系数K；

2）根据换流器变压器的参数和交直流系统的运行参数，计算交流电网所能提供的最大换相时间面积B_max；

3）根据系统参数计算极线故障时故障极逆变侧的最大突变量电流ΔI_f.max；

4）根据最大突变量电流ΔI_fmax、电流耦合系数K和非故障极额定直流电流I_dN，计算非故障极换相成功所需要的换相面积A；

5）对A与B_max的大小进行比较，若A＞B_max，则判定同塔并架多回直流输电线路耦合作用可能引起换相失败；反之，不会引起换相失败。

2.根据权利要求1所述的同塔并架多回直流线路耦合作用引发换相失败的判别方法，其特征在于：步骤1）中，所述的K的表达式如下：

K=max|I·jphase,x′I.iphase,x′|]]>

其中，为故障极i上距故障点x处的故障电流；为非故障极j上距故障点x处耦合出的故障电流，(i,j=1,2,3,....)；

K的计算步骤为：

a）根据线路参数和结构建立线路阻抗矩阵[Z_phase]和导纳矩阵[Y_phase]，并计算[Z_phase][Y_phase]特征值矩阵为[Λ]，特征向量矩阵[T_v]，则有：

[Z_phase][Y_phase]=[T_v][Λ][T_v]^-1   (1)

b）根据同塔并架线路结构，以及线路故障的边界条件和过渡电阻R_f计算故障点电流和电压值，其计算过程如下，首先电压电流满足式(2)：

[U·phase]=-[ZCp][I·phase]---(2)]]>

式(2)中，为极线电压列向量；[I·phase]=I·1phaseI·2phaseI·3phase···T]]>为极线电流列向量；[ZCp]=[Tv][Λ]-1[Tv]-1[Zphase];]]>

则对于含有n条极线的同塔并架直流输电线路的第i条上的发生过渡电阻为R_f的接地故障时，如图2所示，根据故障边界条件有：

U·iphase′=-U·f-2I·iphase′RfI·jphase′=0---(3)]]>

式(3)中，j=1,2...n且j≠i；为故障附加电源，其幅值为故障极线路直流电压的额定值；为故障极线故障点的电压；为第l(l=1,2…n)条极线故障点处传相两端的故障行波电流；

c）联立式(2)和(3)求解可得故障点处的电流值：

[I·phase′]=I·1phase′...I·iphase′...I·nphase′=0...-U·fZCp(i,i)+2Rf...0---(4)]]>

d）则距离故障点x处的电流值为：

[I·phase,x′]=[Ti]diag(e-γ1x,e-γ2x...e-γnx)[Ti]-1[I·phase′]---(5)]]>

式(5)中，[T_i]=([T_v]^-1)^T；γ_l为第l(l=1,2...n)个模量的衰减系数，可由线路参数求得；x为传播距离；

e）即可得第j根极线相对于第i根极线的电流耦合系数为：

k·i-j=I·jphase,x′I·iphase,x′---(6)]]>

式(6)中，为故障极i上距故障点x处的故障电流；为非故障极j上距故障点x处耦合出的故障电流；

f）实际计算电流耦合系数K时，考虑极端情况，认为故障极导线电流所含频率区间内的各次电流耦合系数均为该频率区间内的最大值并且忽略相角的影响，即：

K=max(|k·i-j|)---(7)]]>

由此计算出K的值。