[发明专利]一种高压直流输电线路的后备保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种高压直流输电线路的后备保护方法及装置，所述方法包括：采集高压直流输电线路两侧继电保护装置安装处的电流信息，并利用低通滤波器对采样电流信息进行滤波处理，得到滤波后的电流采样值；利用滤波后的电流值，计算正、负极直流线路滤波后差动电流，通过滤波后的正、负极直流线路差流与最小动作电流的比较，可以确定直流线路区内外故障；若保护判定故障位于直流线路保护区内，则可通过比较正、负极滤波后差流值确定正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障。本发明判据简单、动作速度快、可靠性高，并且可以响应直流线路高阻接地故障，能够解决现有直流线路后备保护动作速度过慢的问题。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护领域，更具体地，涉及一种高压直流输电线路的后备保护方法及装置。

背景技术

与传统交流输电系统相比，高压直流输电系统具备低损耗传输大容量电能的优势，而被广泛应用于远距离输电、非同步系统联网及直流电缆送电等。

快速可靠的直流输电线路保护对于直流输电系统，乃至整个电力系统安全稳定地运行具有重要意义。然而，目前直流线路保护系统仍存在一系列的问题，现行的直流输电线路保护系统通常采用的是ABB和SIMENS公司的保护方案，即行波保护和微分欠压保护作为主保护，差动保护作为后备保护，其主要存在的问题在于：行波保护和微分欠压保护难以响应直流线路的高阻接地故障；而差动保护由于未考虑长距离线路上分布电容电流的补偿问题，所以需通过较长的延迟闭锁来保证其正确动作。例如在直流线路上发生高阻接地故障，主保护将难以响应，而差动后备保护一般需要经过1.1s的延时保护才能动作，通常在差动后备保护动作之前，位于两侧的控制极保护已将直流系统闭锁。因而直流系统将失去故障重启的机会，造成严重的经济损失。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种高压直流输电线路的后备保护方法及装置，由此解决现有高压直流输电线路主保护难以响应高阻接地故障，而后备保护针对高阻接地故障响应速度过慢的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种高压直流输电线路的后备保护方法，包括：

对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理得到整流侧正、负极电流及逆变侧正、负极电流；

根据整流侧正极电流及逆变侧正极电流做差得到正极线路差动电流，根据整流侧负极电流及逆变侧负极电流做差得到负极线路差动电流，通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障；

若判定故障位于高压直流输电线路的保护区内，通过正极线路差动电流与负极线路差动电流的差值确定故障为正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障。

优选地，所述对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理，包括：

采用截止频率为0＜f_c＜c/(10l)的巴特沃斯低通滤波器对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理，其中，f_c表示低通滤波器的截止频率，c表示高压直流输电线路中电磁波的传播速度，l表示高压直流输电线路的线路长度。

优选地，所述通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障，包括：

将|i_dp,n(t)|＞i_op＝2πklf_cc₀U_d作为判定高压直流输电线路的区内外故障的判据，其中，i_dp表示正极线路差动电流，i_dn表示负极线路差动电流，i_op表示最小动作电流值，k表示可靠系数，c₀表示线路的单位长度共模电容值，U_d表示直流额定电压，t表示时间；