[发明专利]基于换流器差动保护的高压直流输电换流器故障定位方法

摘要

本发明公开了一种基于换流器差动保护的高压直流输电换流器故障定位方法，通过高压直流输电换流器故障定位系统实现，该系统包括信号采集模块、信号处理模块、换流器差动保护出口信号判断模块及后台管理模块4个部分。信号采集模块、换流器差动保护出口信号判断模块、后台管理模块均与信号处理模块相连。本发明能够利用故障发生到保护控制作用使得故障电流信息变异前的数据对可使换流器差动保护动作的高压直流输电换流器区内外8种故障进行定位，给相关工作人员快速处理故障提供指导，保障高压直流输电系统的及时重启运行，从而保障功率的正常传输与系统的稳定。

主权项

1.基于换流器差动保护的高压直流输电换流器故障定位方法，其特征在于：适用于未配置第一类阀短路保护的高压直流输电工程，通过高压直流输电换流器故障定位系统实现，该系统包括信号采集模块、信号处理模块、换流器差动保护出口信号判断模块及后台管理模块4个部分，信号采集模块、换流器差动保护出口信号判断模块及后台管理模块均与信号处理模块相连，实现流程如下所述：A、信号采集模块获取换流器高压桥交流侧三相电流互感器CT_IACY所测得的电流Ia Y、Ib Y、Ic Y和换流器低压桥交流侧三相电流互感器CT_IACD所测得的电流Ia D、Ib D、Ic D以及换流器直流侧高压端直流电流互感器CT_IDH所测得的直流电流IdH和换流器直流侧中性线电流互感器CT_IDN所测得的中性线直流电流Id N，并将这8种电流信号输送给信号处理模块对电气信号做数学运算处理，计算出Id H与Id N之差的绝对值为abs(Id H‑Id N)，并判断abs(Id H‑Id N)>0.02pu是否成立，若否，则返回继续获取电流信息，若是，则获取刚满足abs(Id H‑Id N)>0.02pu之后的8.7ms时间内的电流信息，开始进行故障定位，进行第B步判断；B、信号处理模块对电气信号做数学运算处理，计算出Ia Y、Ib Y、Ic Y之和的绝对值为abs(IaY+Ib Y+Ic Y)，Ia D、Ib D、Ic D之和的绝对值为abs(IaD+Ib D+Ic D)，信号处理模块判断电流信息中是否存在abs(Ia Y+Ib Y+Ic Y)>0.03pu、abs(Ia D+Ib D+Ic D)>0.03pu或Id H>1.01pu，若存在连续0.3ms的数据都满足abs(Ia Y+Ib Y+Ic Y)>0.03pu，则输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算；若运算结果为1，说明换流器确实发生可使得换流器差动保护动作的故障，信号处理模块控制输出口输出换流器高压桥区外交流侧接地故障K6的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K6的编码信号，进行K6的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器高压桥区外交流侧查找接地故障；若存在连续0.3ms的数据都满足abs(Ia D+Ib D+Ic D)>0.03pu，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器低压桥区外交流侧接地故障K7的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K7的编码信号，进行K7的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器低压桥区外交流侧查找接地故障；若存在连续0.3ms的数据都满足Id H>1.01pu，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器区外直流侧短路故障K8的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K8的编码信号，进行K8的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器高压桥区外直流侧查找短路故障；若电流信息中不存在abs(Ia Y+Ib Y+Ic Y)>0.03pu、abs(Ia D+Ib D+Ic D)>0.03pu与Id H>1.01pu，则换流器未发生K6、K7、K8三种中的任何一种故障，那么信号处理模块进行第C步判断；C、信号处理模块对电气信号做数学运算处理，计算出Ia Y、Ib Y、Ic Y的最大值为Ia c Y，判断电流信息中是否存在连续0.3ms的数据都满足Ia c Y>1.01pu，若是，信号处理模块进行第D步判断，若否，信号处理模块进行第E步判断；D、信号处理模块判断电流信息中是否存在连续0.3ms的数据都满足Id H<0，若是，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器高压桥区内直流侧接地故障K2的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K2的编码信号，进行K2的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器高压桥区内直流侧查找接地故障；若电流信息中不存在数据满足Id H<0，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器高压桥区内交流侧接地故障K1的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K1的编码信号，进行K1的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器高压桥区内交流侧查找接地故障；E、信号处理模块对电气信号做数学运算处理，计算出Ia D、Ib D、Ic D的最大值为Ia c D，并判断是否存在Ia c D及Id H均大于0.99pu、小于1.01pu，若是，进行第F步判断，若否，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算；若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器低压桥区内交流侧接地故障K3与换流桥中点接地故障K4的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K3与K4的编码信号，进行K3与K4的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器低压桥区内交流侧与换流桥中点处查找接地故障；F、信号处理模块对电气信号中的Id N与Id H进行作差运算，并判断电流信息中是否存在连续0.3ms的数据都满足Id N‑Id H>0.02pu，若是，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出换流器低压桥区内交流侧接地故障K3的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K3的编码信号，进行K3的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器低压桥区内交流侧查找接地故障；若电流信息中不存在Id N‑Id H>0.02pu，输出高电平和换流器差动保护出口判断模块的判断信号进行与运算，若运算结果为1，信号处理模块控制输出口输出中性线接地故障K5的编码信号给后台管理模块，后台管理模块根据K5的编码信号，进行K5故障的声音报警或者显示报警，以提醒相关工作人员在换流器低压桥区内的中性线查找接地故障；信号采集模块的采集频率与实际高压直流输电工程一致，为10kHz，即每0.1ms采集一个点，连续0.3ms的数据即为连续3个采集点。