[发明专利]一种直流输电直流滤波器高压电容器接地故障保护方法

说明书

本发明公开了一种直流输电直流滤波器高压电容器接地故障保护方法：包括第一接地跳闸元件、第二接地跳闸元件和接地告警元件。第一接地跳闸元件用于立即切除高压电容器顶端附近的接地故障；第二接地跳闸元件用于快速切除高压电容器中间部位的接地故障；接地告警元件用于告警提示高压电容器底端附近的接地故障。采用本发明可不依赖于系统运行工况有效辨别高压电容器接地故障的严重程度，选择性地动作于告警或跳闸，提高保护的选择性和灵敏度，定值整定方法简单。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，具体涉及一种直流输电直流滤波器高压电容器接地故障保护方法。

背景技术

在高压直流输电系统中，直流滤波器是换流站的关键设备，用于滤除换流器产生的特征谐波以及极端情况下的非特征谐波。直流滤波器的安全、可靠运行，对换流站甚至整个直流输电系统的安全、稳定意义重大。

高压电容器是直流滤波器的核心部件，是直流滤波器保护的主要保护对象。目前，直流输电工程中的直流滤波器配备的主保护为差动保护和电容器不平衡保护，差动保护用于直流滤波器接地故障判别，并根据故障严重程度等信息综合决策，动作于告警或跳闸；电容器不平衡保护主要针对直流滤波器高压电容器中电容元件短路故障，防止高压电容器大量电容元件短路引起的滤波特性变化、桥臂过压等问题，仅动作于告警。特高压直流工程中，专门为直流滤波器高压电容器接地故障设置接地保护，其保护原理采用差动保护和电容器不平衡保护相结合的保护方法。

高压电容器上不同位置发生接地故障时，电容元件承受的过电压不同，接地故障的严重程度与电容元件的过电压情况密切相关；而且，高压电容器底端发生接地故障时，电容元件的耐压能力允许直流滤波器再运行一段时间，为提高直流输电系统安全稳定运行的可靠性，保护需要根据电容元件的过电压水平和耐压能力选择告警或跳闸。

在不同系统运行工况下，即使高压电容器上同一位置发生接地故障，采集的各电流大小也存在巨大差异，直流滤波器差动保护采用的固定动作门槛保护模式，不能可靠识别高压电容器接地故障的严重程度，易出现误动、拒动等现象，保护动作选择性和灵敏度无法保证。特高压直流工程的直流滤波器高压电容器接地保护，采用的差动保护和电容器不平衡保护结合的保护方法，虽然保护原理上满足了高压电容器接地故障的需求，但是高压电容器接地故障的严重程度辨别和保护定值整定只能通过仿真试验完成，仿真试验无法覆盖全部工况，不能保证保护的灵敏度，而且定值整定难度大。

因此，非常有必要研究一种专门针对直流输电直流滤波器高压电容器的接地保护方法，在不同的系统运行工况下，直流滤波器高压电容器发生接地故障时，保护能有效辨别高压电容器接地故障的严重程度，选择性地动作于告警或跳闸，提高保护的选择性和灵敏度，同时降低定值整定难度。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有直流输电直流滤波器差动保护在高压电容器接地故障时表现出来的选择性和灵敏度不足的问题，提供一种可不依赖于系统运行工况、有效辨别高压电容器接地故障严重程度的接地保护方法，提高保护的选择性和灵敏度。

实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

(1)一种直流输电直流滤波器高压电容器接地故障保护方法，包括第一接地跳闸元件和第二接地跳闸元件。

(2)第一接地跳闸元件，采用首端电流和尾端电流的差电流进行保护计算，无延时动作于跳闸，保护动作判据为固定门槛或带制动特性的差动保护方法。

(3)第二接地跳闸元件，采用不平衡电流、首端电流及首端电流和尾端电流的差电流进行保护计算，短延时动作于跳闸，其保护判据为：