[发明专利]基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法

说明书

一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法，首先提取整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧分流器测得的实时电流值，计算保护安装处和平波电抗器阀侧的故障电流，即实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差，利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量，与整流侧保护安装处特定频段电流有效值、整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值和保护门槛值进行比较判断后得到直流线路是否发生故障并进而得到故障类型。本发明仅利用单端特定频段电流进行故障判别，不需要数据同步，对采样率要求低，可快速准确地识别各种直流线路故障。

技术领域

本发明涉及的是一种特高压直流输电系统领域的技术，具体是一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法。

背景技术

目前，特高压直流输电工程的线路保护可分为主保护和后备保护，主保护一般配置为行波保护和微分欠压保护，后备保护配置为纵联电流差动保护。行波保护对装置采样率要求高、行波波头检测困难、易受噪声的干扰，且耐过渡电阻能力差；微分欠压保护既是特高压直流输电线路的主保护，也兼做直流线路行波保护的后备保护，然而研究表明，1000km直流输电线路中点故障时，其耐过渡电阻能力不到70Ω，保护耐故障电阻能力不足；纵联电流差动保护根据故障后线路两端的电流简单相加求和实现保护功能，是特高压直流输电线路的后备保护，但为避开区外故障时线路电压波动产生的暂态充放电电流，保护延时时间长，速动性差，难以起到后备保护的作用。因此亟需提高特高压直流输电线路保护的可靠性。

发明内容

本发明针对现有技术较难区分区内末端高阻故障和区外故障等缺陷，提出一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法，利用特高压直流输电线路整流侧的单端特定频段电流进行故障判别，采样率低，不需要数据同步，且具有明确的整定依据。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明首先提取整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧分流器测得的实时电流值，计算保护安装处和平波电抗器阀侧的故障电流，即实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差，利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量，与整流侧保护安装处特定频段电流有效值、整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值和保护门槛值进行比较判断后得到直流线路是否发生故障并进而得到故障类型。

所述的分流器为特高压直流输电系统中测量电流实时值的装置。

所述的滤波器优选采用切比雪夫滤波器，带通通带波纹为0.1dB，上限截止频率为2000Hz,下限截止频率为500Hz，即对应特定频段。

所述的特定频段为500-2000Hz频段，由于目前特高压直流输电工程所配置的直流滤波器大多为12/24双调谐直流滤波器和12/24/36三调谐直流滤波器。对于12/24双调谐直流滤波器，在调谐频率(600Hz,1200Hz)处，直流滤波器阻抗幅值最小；对于12/24/36三调谐直流滤波器，在调谐频率(600Hz,1200Hz,1800Hz)处，直流滤波器阻抗幅值最小。在包含调谐频率的500-2000Hz频段范围内，直流滤波器对逆变侧区外故障时故障电流的分流作用最为明显，此时边界对故障电流的衰减作用最强。区内外故障特征最明显。

所述的整流侧保护安装处特定频段电流有效值为所述的整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值为其中：I_mFB和I_MFB分别是整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧的特定频段电流，s是时间窗内的采样点的数目，r是正整数，r＝0,1,2,…,s-1。

所述的比较判断是指：当整流侧保护安装处特定频段电流有效值I_mFBY小于等于保护门槛值时，判定为无故障或者逆变侧区外故障；否则可能发生线路故障，并进一步计算整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值I_MFBY，当I_MFBY小于整流侧保护安装处特定频段电流有效值I_mFBY时，判定为区内故障；否则判定整流侧区外故障。

技术效果