[实用新型]高压直流输电系统的直流接地极引线保护系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及高压直流输电系统的直流接地极引线保护系统。

背景技术

高压直流输电系统中直流接地极引线长度可能达到三百公里。接地极引线可以是架空线，因此其容易发生外部故障。例如，接地极引线短路或开路故障时，都会对直流系统运行造成安全隐患，因此需要对直流接地极线路进行故障检测，包括监视是否发生故障，以及进行故障测距。由于直流系统在直流单极金属回线和双极大地回线平衡运行时，接地极只作为直流侧的电位参考点，在直流接地极线路中没有电流流过，此时故障特征并不明显，不易检测。

目前直流接地极引线故障检测的实用方法主要通过注入约15千赫的高频信号来监视直流接地极引线的阻抗，进而对其做故障判断。但是，该方案只能监测是否存在故障，无法实现故障测距。

实用新型内容

针对上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，提供一种用于高压直流输电系统的直流接地极引线保护系统，其中所述直流接地极引线包括第一直流接地极引线和第二直流接地极引线，第一直流接地极引线和第二直流接地极引线每一条的第一端和第二端分别与所述高压直流输电系统的换流站的中性点和接地极电气耦合，所述系统包括：第一光纤电流传感器；和第二光纤电流传感器；其中：所述第一光纤电流传感器相对于所述第二光纤电流传感器更加靠近所述中性点和所述接地极中的前者；所述第一光纤电流传感器的传感器测量头环绕所述第一直流接地极引线的第一部分和所述第二直流接地极引线的第一部分；所述第二光纤电流传感器的传感器测量头环绕所述第一直流接地极引线的第二部分和所述第二直流接地极引线的第二部分；并且以电流从所述第一直流接地极引线的第一部分流向所述第一直流接地极引线的第二部分为第一电流参考方向并且以电流从所述第二直流接地极引线的第一部分流向所述第二直流接地极引线的第二部分为第二电流参考方向，根据右手定则在所述第一光纤电流传感器的传感器测量头所环绕的空间内所述第一直流接地极引线的第一部分和所述第二直流接地极引线的第一部分所产生的磁场方向相反，根据右手定则在所述第二光纤电流传感器的传感器测量头所环绕的空间内所述第一直流接地极引线的第二部分和所述第二直流接地极引线的第二部分所产生的磁场方向相反。

基于第一光纤电流传感器输出的第一直流接地极引线的第一部分和第二直流接地极引线的第一部分上流过的电流的第一差分电流值和第二光纤电流传感器输出的第一直流接地极引线的第二部分和第二直流接地极引线的第二部分上流过的电流的第二差分电流值，可以监测是否存在故障，并且实现故障测距。在单极系统运行中，在第一直流接地极引线和第二直流接地极引线上会流过高达额定直流电流的电流；并且在双极系统单极大地回线运行中，在第一直流接地极引线和第二直流接地极引线上会流过高达额定直流电流的电流。如果单独测量每条直流接地极引线，光纤电流传感器需要较高的电流测量精度和范围。通过将第一直流接地极引线和第二直流接地极引线按照其电流方向反向布置于光纤电流传感器的传感器测量头中，其仅检测第一直流接地极引线和第二直流接地极的差分电流。尽管第一直流接地极引线和第二直流接地极引线上所流过的电流较高，但是所述差分电流值较小。这可以降低光纤电流传感器的数量及其电流测量范围，降低成本。

优选地，所述第一直流接地极引线包括电气耦合其第一部分的第一弯折部和第二弯折部；并且所述第二直流接地极引线包括电气耦合其第一部分的第一弯折部和第二弯折部；其中：所述第一直流接地极引线的第一弯折部和所述第二直流接地极引线的第一弯折部位于所述第一光纤电流传感器的传感器测量头的两侧；并且所述第一直流接地极引线的第二弯折部和所述第二直流接地极引线的第二弯折部位于所述第一光纤电流传感器的传感器测量头的两侧。第一直流接地极引线的第一弯折部和第二弯折部与第二直流接地极引线的第一弯折部和第二弯折部使得两条直流接地极引线可以基本对称布置，进一步提高测量精度。

优选地，所述第一直流接地极引线包括电气耦合其第二部分的第三弯折部和第四弯折部；并且所述第二直流接地极引线包括电气耦合其第二部分的第三弯折部和第四弯折部；其中：所述第一直流接地极引线的第三弯折部和所述第二直流接地极引线的第三弯折部位于所述第二光纤电流传感器的传感器测量头的两侧；并且所述第一直流接地极引线的第四弯折部和所述第二直流接地极引线的第四弯折部位于所述第二光纤电流传感器的传感器测量头的两侧。第一直流接地极引线的第三弯折部和第四弯折部与第二直流接地极引线的第三弯折部和第四弯折部使得两条直流接地极引线可以基本对称布置，进一步提高测量精度。

附图说明