CN103280777A - 双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及高压直流输电系统的相关技术领域，特别是涉及双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统，方法包括：设置在第二极直流线路的保护装置获取第一极直流线路的电流和电压测量值；设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。本发明的双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统，可有效解决现有高压直流输电系统在单极金属回线方式下运行时对非运行极直流线路的保护不足，快速有选择性的对非运行极直流线路故障做出反应，保障直流输电系统的设备安全，提高系统的可用率。
Description
技术领域
本发明涉及高压直流输电系统的相关技术领域，特别是涉及双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统。
背景技术
目前，国内高压直流输电工程的数量逐渐增多，直流输电系统的电压等级也不断提高。直流输电系统的设备和工程技术从国外引进消化吸收到逐步提高国产化率，高压直流输电控制保护核心技术的研究也越来越深入和完善。但对高压直流输电系统在特殊运行方式下的直流线路保护而言，其配置还存在不足之处。
以中国南方电网管辖的“天广”、“高肇”、“兴安”三个±500kV的高压直流输电工程和±800kV云广特高压直流工程为例，对直流输电线路均配置了行波保护、低电压保护、纵联差动保护和横联差动保护，但这些保护措施只对直流输电系统在大地回线方式下的运行极的直流线路进行了保护，对于直流系统在单极金属回线方式下运行时的非运行极线路缺乏必要的保护措施。
当前已经投入运行的高压直流输电系统大都以极为单位在极保护系统中为该极的直流线路配置保护，运行极及其极保护系统与该极的直流线路相对应。这种保护方式在高压直流输电系统处于正常的双极大地回线方式或单极大地回线方式运行时，可以对运行极的直流线路出现瞬时性故障作出快速反应实现直流线路故障重启从而避免直流系统跳闸停运提高了系统的可靠性和可用率，同时对运行极的直流线路出现永久性故障作出快速反应实现直流系统停运来有效的切除故障保障输电设备的安全。但当高压直流输电系统因设备故障停运、设备检修或调度方式需要而采用单极金属回线方式运行时，这种保护方式存在很大的弊端：1、高压直流输电系统处于单极金属回线运行方式时，停运一极的直流线路仍然接入直流系统运行，但该极的换流器及其他一次设备和控制保护等二次设备均退出运行，即停运极的极保护系统不能为停运极的线路提供保护；2、运行极的极保护系统没有与停运极的线路对应的线路保护，若此时非运行极直流线路发生故障将无法做到快速有选择性的切除故障，严重威胁设备安全。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术当一极停运时，缺少对停运极进行线路保护的技术问题，提供一种双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统。
一种双极高压直流输电系统的线路保护方法，包括：
设置在第二极直流线路的保护装置获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
进一步的，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
进一步的，还包括：
设置在第二极直流线路的保护装置获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
更进一步的，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
进一步的，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置。
一种双极高压直流输电系统的线路保护系统，设置在第二极直流线路的保护装置，包括：
第一极测量值获取模块，用于获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
第一极线路保护模块，用于根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
进一步的，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
进一步的，设置在第二极直流线路的保护装置，还包括：
第二极测量值获取模块，用于获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
第二极线路保护模块，用于根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
更进一步的，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
进一步的，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置，所述第一极测量值获取模块从所述光纤获取第一极直流线路的电流和电压测量值。
上述双极高压直流输电系统的线路保护方法和系统，设置在第二极直流线路的保护装置获取第一极直流线路的电流和电压测量值，从而使得在第一极直流线路处于停运状态时，设置在第二极直流线路的保护装置可以对第一极直流线路进行线路保护。可有效解决现有高压直流输电系统在单极金属回线方式下运行时对非运行极直流线路的保护不足，快速有选择性的对非运行极直流线路故障做出反应，保障直流输电系统的设备安全，提高系统的可用率。
附图说明
图1为非运行极线路保护工作流程图；
图2为测量及保护模块配置图；
图3为高压直流输电系统极2单极金属回线运行方式图；
图4为高压直流输电系统运行极线路保护系统图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。
如图1所示为本发明一种双极高压直流输电系统的线路保护方法的工作流程图，包括：
步骤S101，设置在第二极直流线路的保护装置获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
步骤S102，设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
在其中一个实施例中，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
在其中一个实施例中，还包括：
设置在第二极直流线路的保护装置获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
本实施例，第二极直流线路的保护装置同时对第一极直流线路和第二极直流线路进行线路保护。
在其中一个实施例中，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
在其中一个实施例中，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置。
如图2所示为本发明一种双极高压直流输电系统的线路保护系统的结构模块图，设置在第二极直流线路的保护装置，包括：
第一极测量值获取模块210，用于获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
第一极线路保护模块220，用于根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
在其中一个实施例中，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
在其中一个实施例中，设置在第二极直流线路的保护装置，还包括：
第二极测量值获取模块230，用于获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
第二极线路保护模块240，用于根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
在其中一个实施例中，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
在其中一个实施例中，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置，所述第一极测量值获取模块从所述光纤获取第一极直流线路的电流和电压测量值。
停运一极的直流线路仍然接入直流系统运行，如附图3中，极1是停运极，它的整流器和逆变器都停运了，但是极1直流线路仍然接入系统与极2一起构成单极金属回线运行方式运行。极1线路并没有停运，故存在雷击、接地短路等线路故障。如图3所示：以极2为例，在单极金属回线运行方式下，极2为运行极，整流侧和逆变侧极2的换流器直流线路均投入运行，极1只有直流线路接入系统运行，极1换流器均停运。图中的电压、电流互感器为高压直流输电系统中原有的设备，实现对应直流线路电压、电流量的测量。其中，Irec1为极1整流侧直流线路电流测量值，Icon1为极1逆变侧直流线路电流测量值，Urec1为极1整流侧直流线路电压测量值，Ucon1为极1逆变侧直流线路电压测量值，Irec2为极2整流侧直流线路电流测量值，Icon2为极2逆变侧直流线路电流测量值，Urec2为极2整流侧直流线路电压测量值，Ucon2为极2逆变侧直流线路电压测量值。
如图4所示，在整流侧和逆变侧的非运行极（极1）直流线路电压、电流测量到运行极（极2）极保护系统之间增设光纤传输通道41，将非运行极直流线路的电压、电流测量值经过模数转换器44转换后送入运行极极保护系统45（包括整流侧极2极保护系统451和逆变侧极2极保护系统452；在整流侧和逆变侧的运行极（极2）极保护系统451和452中分别加入非运行极直流线路保护逻辑461和462（非运行极与运行极保护逻辑基本一致），通过对本侧直流线路电压、电流测量值以及通过整流侧和逆变侧专用光纤通道43传输的对侧的直流线路电压、电流测量值进行逻辑运算，并作出判断实现非运行极直流线路的保护功能。
同时，在整流侧和逆变侧的运行极（极2）直流线路电压、电流测量到运行极（极2）极保护系统之间保留原有的光纤传输通道42，将运行极直流线路的电压、电流测量值经过模数转换器44转换后送入运行极极保护系统45（包括整流侧极2极保护系统451和逆变侧极2极保护系统452），实现运行极直流线路的保护功能。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种双极高压直流输电系统的线路保护方法，其特征在于，包括：
设置在第二极直流线路的保护装置获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
2.根据权利要求1所述的双极高压直流输电系统的线路保护方法，其特征在于，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
3.根据权利要求1所述的双极高压直流输电系统的线路保护方法，其特征在于，还包括：
设置在第二极直流线路的保护装置获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
设置在第二极直流线路的保护装置根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
4.根据权利要求3所述的双极高压直流输电系统的线路保护方法，其特征在于，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
5.根据权利要求1所述的双极高压直流输电系统的线路保护方法，其特征在于，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置。
6.一种双极高压直流输电系统的线路保护系统，其特征在于，设置在第二极直流线路的保护装置，包括：
第一极测量值获取模块，用于获取第一极直流线路的电流和电压测量值；
第一极线路保护模块，用于根据所述第一极直流线路的电流和电压测量值对第一极直流线路进行线路保护。
7.根据权利要求6所述的双极高压直流输电系统的线路保护系统，其特征在于，所述第一极直流线路的电流和电压测量值包括第一极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
8.根据权利要求6所述的双极高压直流输电系统的线路保护系统，其特征在于，设置在第二极直流线路的保护装置，还包括：
第二极测量值获取模块，用于获取第二极直流线路的电流和电压测量值；
第二极线路保护模块，用于根据所述第二极直流线路的电流和电压测量值对第二极直流线路进行线路保护。
9.根据权利要求8所述的双极高压直流输电系统的线路保护系统，其特征在于，所述第二极直流线路的电流和电压测量值包括第二极直流线路的整流侧和逆变侧的电流和电压测量值。
10.根据权利要求6所述的双极高压直流输电系统的线路保护系统，其特征在于，所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电流测量值的电流测试点，且所述第一极直流线路上设置至少一个用于测量第一极直流线路的电压测量值的电压测试点，所述电流测试点和电压测试点分别与模数转换器的模拟接口连接，所述模数转换器的数字接口通过光纤接入设置在第二极直流线路的保护装置，所述第一极测量值获取模块从所述光纤获取第一极直流线路的电流和电压测量值。
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