[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

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统故障分析领域，特别涉及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。

背景技术

同塔并架多回输电技术可以在提高线路单位走廊输电容量和土地利用率的同时降低电力建设成本。目前，同塔并架多回交流输电技术已得到了广泛应用，而同塔双回直流输电工程近年来也开始出现。国家电网公司的林枫直流和葛南直流以及南方电网公司的溪洛渡直流工程均为双回直流同塔架设。随着直流输电技术发展和西电东送战略的实施，同塔双回直流输电工程将越来越多。同塔架设的直流线路间存在电磁耦合，当直流线路发生接地故障等情况下，故障产生的暂态分量会因电磁耦合的关系及线路参数不平衡等原因影响到其他正常运行的极导线。例如，一极线路接地故障在非故障极上耦合出的故障电流有可能导致非故障极换流器发生换相失败，进而可能引起非故障极保护误动甚至闭锁。换相失败作为直流系统最常见的故障，现有的研究表明：换流阀的关断角过小是引起其换相失败的根本原因，而交流电网故障、直流电流、触发角、换相阻抗等均对关断角有不同程度的影响。目前，关于换相失败判据的研究多是针对交流系统故障情况。但是对于同塔并架多回直流输电系统，由于线路间的耦合，一极线路故障产生的电流突变量会引起非故障极电流发生变化，有可能引起其发生换相失败，而此时利用判断交流故障引起直流系统发生换相失败的判据已不适合对该种故障情况进行研究。现有的研究多是利用数字仿真工具重现了实际工程故障暂态过程中耦合直流电流可能导致非故障极发生换相失败的现象，并没有提出合适的针对该种故障情况的换相失败判据。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供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。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

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。

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)