[发明专利]基于平波电抗器电压的高压直流输电线路纵联保护方法

说明书

本发明涉及一种基于平波电抗器电压的高压直流输电线路纵联保护方法，主要利用高压直流输电线路整流侧平波电抗器电压和逆变侧平波电抗器电压的突变方向实现区内、外故障的判别，其步骤如下：通过电压采集装置采集得到直流线路整流侧、逆变侧平波电抗器两端的电压。分别判定整流侧、逆变侧平波电抗器电压u_M、u_N的突变方向p_M、p_N。利用平波电抗器电压的突变方向p_M、p_N实现区内、外故障识别，并对区内故障进行故障选极。

技术领域

本发明涉及电力系统超/特高压直流输电继电保护领域,尤其涉及一种基于平波电抗器电压特性的高压直流输电线路纵联保护方法。

背景技术

随着高压直流(high voltage direct current，HVDC)输电在长距离输电、非同步电网互联等方面的应用增多，直流输电线路保护对保证电力系统的安全性和可靠性日益显得尤其重要。高压直流输电线路常穿越复杂的地形、运行于极端的气候环境下，故障发生概率较高，严重威胁直流输电系统的安全可靠运行。因此，高压直流输电线路保护对于保证现代输电系统的可靠性和安全性至关重要。

目前，高压直流输电线路多以行波保护和微分欠压保护作为主保护，电流差动保护作为后备保护。但是，行波保护和微分欠压保护存在采样频率高、高过渡电阻故障时灵敏性低等问题。电流差动保护作为检测高阻故障的后备保护，为躲避电容电流的影响，动作延时达数百毫秒以上。在此延时阶段，若换流阀阀组保护先于电流差动保护动作，将导致该极停运。因此，电流差动保护有时无法起到后备保护的作用，且实际工程中出现过上述情况。

针对目前直流线路保护存在的问题，众多学者对于高压直流输电线路保护的研究以主保护为主。《Fault analysis and traveling-wave protection scheme for bipolarHVDC lines》提出了新的高速行波保护，但易受干扰和高阻影响。《利用滤波器支路电流的高压直流输电线路全线速动保护》通过判断特定频带下单端电流幅值是否超过设定门槛来判别区内、外故，但较长线路的远端故障时，保护的灵敏性可能无法满足要求。《高压直流输电线路电流差动保护新原理》基于贝瑞龙分布参数模型提出了差动保护方法，但需要两端数据严格同步。《A transient protection scheme for HVDC transmission line》和《Novel pilot protection principle for high-voltage direct currenttransmission lines based on fault component current characteristics》分别根据区内、外故障时整流侧、逆变侧两端暂态能量、故障电流差异，提出了新的纵联保护方案，能够实现区内、外故障的准确判别，但需要两端数据同步，且高过渡电阻故障时灵敏性和可靠性不足。因此，为保证直流输电线路的可靠性和安全性，研究新的高压直流输电线路保护方法具有十分重要的意义。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基于平波电抗器电压特性的高压直流输电线路纵联保护方法。本方法基于直流输电系统区内、外故障时平波电抗器电压暂态特征，构造高压直流输电线路纵联保护新判据以识别直流输电线路区内、外故障，不仅克服了传统高压直流输电线路主保护的不足，并且不需要两端数据同步，采样频率较低，运算简单，易于实现。本发明的技术方案如下：

一种基于平波电抗器电压的高压直流输电线路纵联保护方法，主要利用高压直流输电线路整流侧平波电抗器电压和逆变侧平波电抗器电压的突变方向实现区内、外故障的判别，其步骤如下：