[发明专利]MMC换流器直流配电网单极高阻接地故障保护方法

说明书

本发明公开了一种MMC换流器直流配电网单极高阻接地故障保护方法，主要包括以下步骤：首先以直流配电网的正、负极对地电压的变化率作为启动判据，利用电压变化量作为故障判据来判断是否发生单极接地故障。当发生单极接地故障时，首先根据正、负极电压的大小判断出故障极；然后根据各线路首端检测的故障极充放电电流的大小和方向初步判断出故障线路；最后通过向故障极注入探测信号，并根据各线路首端所检测到的该探测信号的大小来验证上述判断的准确性；当二者一致时，该线路即为故障线路；当二者不一致时，利用充放电电流判据和探测信号判据利用综合权重法重新确定故障线路。

技术领域

本发明属于电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种MMC换流器直流配电网单极高阻接地故障保护方法。

背景技术

基于MMC换流器的直流配电网直流侧大都采样经箝位电阻接地方式时，具有发生单极接地故障时故障电流小、极间电压基本维持不变特点，因此，在直流配电网中应用较为广泛。直流配电网尤其是经箝位电阻直流配电网，当发生单极接地故障时，故障特征不明显，且故障点电阻变化范围较大，使得单极接地故障保护一直是继电保护的一个难点。由于直流配电网发生单极接地故障时故障特征比较复杂，故障类型多，其故障分量相对而言又非常小，因此严重影响了单极接地故障保护的准确性。

但目前直流配电网保护仍处于理论研究阶段，直流保护设备的不完善等因素都对直流配电网保护造成了巨大的制约与挑战。所以研究满足准确性的直流配电网单极接地保护方法是构建直流配电网亟需解决的技术难题。

发明内容

为了解决上述背景技术提出的技术问题，本发明提供了一种MMC换流器直流配电网单极高阻接地故障保护方法，能够根据基于MMC换流器的经箝位电阻接地直流配电网发生单极接地故障时的故障特征和主动式探测信号准确的选择出直流配电网中的故障线路，并根据要求进行报警或跳闸。

本发明采用的技术方案：一种MMC换流器直流配电网单极高阻接地故障保护方法，包括以下步骤：

S1：根据母线与线路的流向规定电流方向；

S2：通过监测直流配电网正常运行时各线路电流的方向，判断互感器的安装方向是否正确；

S3：确定各线路电流互感器的变比，同步采集直流配电网母线处正、负极对地电压和各线路始端正、负极的电流值；

S4：通过测量计算母线处正、负极对地电压的大小、变化率、极间电压值，综合判断是否发生单极接地故障；

S5：当发生单极接地故障时，通过正、负极对地电压的大小判断出故障极；

S6：计算各线路的电流故障判据I_k；

S7：根据最大电流故障判据和次最大电流故障判据的比值，确定能否确定故障线路或只能初步确定故障线路；当能确定故障线路时，则确定故障线路，选线结束；当只能初步判断故障线路时，确定初步判定的故障线路，并进行步骤S8；

S8：闭合故障极所对应的注入信号极控制开关；闭合探测电源控制开关向直流配电网故障极母线和地之间注入探测电流信号；

S9：测量计算各线路流过故障极的探测电流故障判据I_T·k；测量完成后打开极控制开关，打开探测电源控制开关，停止发探测信号；

S10：根据所有线路的探测电流故障判据值，找出所有线路中最大探测电流故障判据I_Tk·max所对应的线路，将该线路作为探测电流法所选出的故障线路；

S11：当S7初步确定的故障线路与S10确定的故障线路一致时，该线路即为故障线路，选线结束；

S12：当S7初步确定的故障线路与S10确定的故障线路不一致时，通过计算各线路的故障综合判据I′_k，综合判据最大的线路即为故障线路，选线结束。