[发明专利]一种柔性直流输电系统直流单极接地故障检测方法

说明书

技术领域

本发明属于柔性输配电技术领域，涉及一种柔性直流输电系统直流单极 接地故障检测方法。

背景技术

第一代高压直流输电基于汞弧阀，第二代直流输电技术基于晶闸管，20 世纪90年代末，基于可关断器件和脉冲宽度调制(PWM)技术的电压源换 流器(VSC)开始应用于直流输电，标志着第三代柔性直流输电技术的诞生。

柔性直流输电系统由换流站和直流输电线路构成。功率可以双向流动， 两个换流站中的任一个既可以作整流站也可以作逆变站运行。

直流输电线路是柔性直流输电系统的重要组成部分。目前柔性直流输电 工程普遍采用电缆进行功率传输，一方面使得系统造价大大升高，一方面直 流电缆还受到直流电压的限制，功率输送十分有限。特高压直流输电工程均 采用架空线进行功率传输，但是由于传输距离较远，跨区地理环境复杂，直 流故障率较高，数据显示线路故障约占直流输电系统故障的50％，其线路保 护正确动作切除故障也只有50％，从而导致不必要的直流停运。

将架空线引入到柔性直流输电中，可以降低系统造价，同时提升系统电 压等级，提升系统容量，但是如何提升输电线路故障时线路保护的正确动作 率，减少不必要的直流停运，是一个很大的难题，而线路保护的正确动作取 决于对线路故障的快速地、准确地检测。

目前采用的直流接地故障方法中，仅以单极对地电压作为检测指标容易 受其他直流故障或交流故障影响，造成误判；若以两端换流站的电流方向进 行判断，则需要两端换流站进行通讯，结构复杂，程序繁琐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种柔性直流输电系统直流故障的检测方法，可 以判断发生接地故障的故障极，提高判断直流单极接地故障的准确性，避免 其它故障引起的错判和误判，单换流站站内测量就可以检测故障。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种柔性直流输电系统直流单极接地故障检测方法，获取正、负直流母 线对地电压和正、负直流母线电流变化率，当上述各参数同时满足以下条件 时，确定该系统发生直流单极接地故障：

1)、第一极对地电压绝对值小于电压比较限值Udcset持续时间超过时间 限值Tset；

2)、第一极直流电流变化率绝对值大于电流变化率第一比较限值dIset 持续时间超过时间限值Tset；

3)、第二极直流电流变化率绝对值小于电流变化率第二比较限值dIset 持续时间超过Tset。

进一步的，直流母线对地电压和正、负直流母线电流变化率值均为标幺 值的格式。

进一步的，以单极对地额定电压为基准值。

进一步的，电压比较限值Udcset为0.8pu。

进一步的，第一电流变化率比较限值dIset为0.6～0.8pu。

进一步的，第二电流变化率比较限值dIset为0.35～0.6pu。

进一步的，第一电流变化率比较限值dIset为0.6pu。

进一步的，第二电流变化率比较限值dIset为0.4pu。

进一步的，时间限值Tset为200-400μs。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明一种柔性直流输电系统直流单极接地故障检测方法，通过获取直 流母线对地电压和正、负直流母线电流变化率作为直流单极接地故障判断参 数，当其中一极对地电压绝对值小于电压比较限值Udcset持续时间超过时间 限值Tset以及该极直流电流变化率绝对值大于电流变化率比较限值dIset持 续时间超过时间限值Tset，同时另一极直流电流变化率绝对值小于电流变化 率第二比较限值dIset持续时间超过Tset时确定该级发生接地故障，避免其 它故障引起的错判和误判，同时可以检测出发生接地故障的故障极，提高判 断直流单极接地故障的准确性，单换流站站内测量就可以检测故障。该方法 程序简单易操作，能够快速准确的对柔性直流输电系统直流故障进行识别。

进一步的，以单极对地额定电压为基准值，能够提高故障检测的兼容性。

进一步的，直流母线对地电压和正、负直流母线电流变化率值均为标幺 值的格式，便于在各等级容量的直流输电系统中使用。

进一步的，时间限值Tset为200-400μs，大大提高了对柔性直流输电系 统直流故障的判断速度。