CN102074940A - 一种直流系统线路电流差动保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种直流系统线路电流差动保护方法，它通过检测行波信号的某些特定谐波分量的含量，并与电流差动判据配合工作以使直流线路差动保护实现速动。它的步骤为：1)采集直流线路保护设置安装处的电流信号；2)分别计算所采集电流信号中的选定谐波分量的含量；3)判断谐波含有量是否超过定值；如果是，转入步骤4)；如果否，转入步骤7)4)计算电流差值；5)判断电流差值是否达到差流启动值；如果否，则转入步骤7)；如果是，则转入步骤6)；6)直流线路纵差保护动作；7)保护复归。

Description

一种直流系统线路电流差动保护方法

技术领域

本发明属于直流系统线路保护领域，尤其涉及一种直流系统线路电流差动保护方法。

背景技术

目前国内的直流线路保护基本采用ABB和Siemens的装置，其配置为行波保护和微分欠电压保护作为主保护，直流线路纵联差动保护作为后备保护。当线路上发生高阻接地故障时，行波保护和欠电压保护不动作，需要通过纵联差动保护切除故障。在交流系统中，由于差动保护原理简单可靠，动作速度快，不需要与其它保护进行整定配合，因此成为交流系统中的元件主保护，在直流系统中，随着交流系统故障点与换流站之间距离的缩短，交流系统故障对直流系统运行特性的影响逐渐加大，会使差动保护的差流快速增加，造成差动保护误动，目前仅从定值上不能完全解决直流线路纵联差动保护误动问题，目前现有的解决方法是在动作时延上按躲过交流系统故障加以配合，交流系统故障清除时间(从故障发生到保护跳闸)按350ms考虑，直流纵联差动保护的动作时间整定为500ms，这样就丧失了差动保护本身所具有的快速、灵敏的特性。本发明提出的直流行波电流差动新方案解决了上述问题，具有很强的现实意义。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对在线路高阻接地时，需要直流线路纵联差动保护延时动作致使故障切除时间过长的问题，提出了一种直流系统线路电流差动保护方法，它通过检测行波信号的某些特定谐波分量的含量，并与电流差动判据配合工作以使直流线路差动保护实现速动。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种直流系统线路电流差动保护方法，它的步骤为：

1)采集直流线路保护设置安装处的电流信号；

2)分别计算所采集电流信号中的选定谐波分量的含量；

3)判断谐波含有量是否超过定值；如果是，转入步骤4)；如果否，转入步骤7)

4)计算电流差值；

5)判断电流差值是否达到差流启动值；如果否，则转入步骤7)；如果是，则转入步骤6)；

6)直流线路纵差保护动作；

7)保护复归。

所述步骤2)中，选取电流中的12次谐波方均根植I_n、24次谐波方均根植I_2n和36次谐波方均根植I_3n。

所述步骤3)中，采用如下公式判断：

$\frac{I_n}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{2n}}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{3n}}{I_{\mathrm{DC}}}<k_1$

式中I_n为第12次谐波的方均根值

I_2n为第24次谐波的方均根值

I_3n为第36次谐波的方均根值

I_DC为基波分量的方均根值

k₁为谐波含量定值，整定为3％。

所述步骤4)中，差流计算采用如下方法：

|I_R-I_I|＞k₂

式中I_R为整流侧保护安装处测得的电流

I_I为逆变侧保护安装侧测得的电流

k₂为差流定值。

本发明主要原理为：在系统发生故障时，通过检测行波信号的某些特定谐波分量的含量，并与电流差动判据配合工作以达到直流线路电流差动保护实现速动的目的。

本发明的有益效果是：通过分析直流滤波器的幅频响应曲线，根据直流滤波器本身的滤波特性构造了谐波含量判据，并以定值区分区内故障、区外故障。去掉了工程中直流纵差保护因为要躲开交流故障的切除时间而设定的延时，从而使直流纵差保护达到了快速动作的目的，使之满足线路主保护的要求。

附图说明

图1为直流系统图；

图2为本发明的方法流程图；

图3为幅频响应曲线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。

1.信号的获取

保护原理方案的电流信号取自直流保护安装处，如图1中M+、N+所示，M+为整流侧保护安装处、N+为逆变侧保护安装处。系统中的一次电流经电流互感器变换后供保护原理使用。

图2中本发明的方法流程为：

谐波含量计算

$\frac{I_n}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{2n}}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{3n}}{I_{\mathrm{DC}}}<k_1$

式中：I_n为第12次谐波的方均根值

I_2n为第24次谐波的方均根值

I_3n为第36次谐波的方均根值

I_DC为基波分量的方均根值

k₁为谐波含量定值

差流计算

|I_R-I_I|＞k₂

式中I_R为整流侧保护安装处测得的电流

I_I为逆变侧保护安装侧测得的电流

k₂为差流定值

直流系统中配置的直流滤波器的幅频响应曲线如图3所示，系统中直流滤波器本身对信号中的12/24/36次谐波含量具有很强的衰减作用；本保护原理主要利用了区内、区外故障时保护安装侧所检测到信号中的12/24/36次谐波含量的不同来达到区分区内故障和区外故障的目的。

Claims (4)

1.一种直流系统线路电流差动保护方法，其特征是，它的步骤为：

1)采集直流线路保护设置安装处的电流信号；

2)分别计算所采集电流信号中的选定谐波分量的含量；

3)判断谐波含有量是否超过定值；如果是，转入步骤4)；如果否，转入步骤7)

4)计算电流差值；

5)判断电流差值是否达到差流启动值；如果否，则转入步骤7)；如果是，则转入步骤6)；

6)直流线路纵差保护动作；

7)保护复归。

2.如权利要求1所述的直流系统线路电流差动保护方法，其特征是，所述步骤2)中，选取电流中的12次谐波方均根植I_n、24次谐波方均根植I_2n和36次谐波方均根植I_3n。

3.如权利要求1所述的直流系统线路电流差动保护方法，其特征是，所述步骤3)中，采用如下公式判断：

$\frac{I_n}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{2n}}{I_{\mathrm{DC}}}+\frac{I_{3n}}{I_{\mathrm{DC}}}<k_1$

式中I_n为第12次谐波的方均根值

I_2n为第24次谐波的方均根值

I_3n为第36次谐波的方均根值

I_DC为基波分量的方均根值

k₁为谐波含量定值，整定为3％。

4.如权利要求1所述的直流系统线路电流差动保护方法，其特征是，所述步骤4)中，差流计算采用如下方法：

|I_R-I_I|＞k₂

式中I_R为整流侧保护安装处测得的电流

I_I为逆变侧保护安装侧测得的电流

k₂为差流定值。

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