CN104092191B - 一种交流母线差动保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交流母线差动保护方法，属于柔性直流输电技术领域。本发明是针对联结变阀侧交流母线并联三相电抗器后经电阻接地的拓扑结构和其测点配置提出的一种交流母线差动保护方法，该方法首先采集阀侧各相电压和接地总电流，然后根据接地电阻和电抗器的实际参数计算出接地电抗器各相的电流；根据采集的阀侧各相电流和启动回路阀侧各相电流及计算得到的接地电抗器各相电流计算出差流的绝对值；判断电流差值是否大于保护定值，如果大于，则启动交流母线差动保护。本发明能够快速、准确的判断故障，有效的保护整个系统。

Description

一种交流母线差动保护方法

技术领域

本发明涉及一种交流母线差动保护方法，属于柔性直流输电技术领域。

背景技术

联结变阀侧交流母线区域是柔性直流输电系统的重要组成部分，交流母线差动保护是该区域内故障的主保护，实现区域内接地或短路故障时的保护功能。现有的柔性直流输电实际工程很少，且拓扑结构有较大差异，未见交流母线差动保护的详细说明。

发明内容

本发明的目的是提供一种交流母线差动保护方法，以解决联结变阀侧交流母线并联三相电抗器后经电阻接地的拓扑结构的差动保护问题。

本发明为解决上述技术问题而提供一种交流母线差动保护方法，该方法包括以下步骤：

1)采集交流母线差动保护所用测点的换流阀侧各相电压和接地总电流，根据接地电阻和电抗器的实际参数计算接地电抗器的各相电流；

2)采集联结变阀侧各相电流和启动回路阀侧各相电流，并根据计算得到接地电抗器的各相电流计算交流母线区各相差流的绝对值；

3)判断各相电流差的绝对值是否大于保护定值，只要有一相差流的绝对值大于保护定值，就启动交流母线差动保护。

所述步骤1)中接地电抗器各相电流的计算公式如下：

$I_{L\_A/B/C}=\frac{U_{\mathrm{acD}\_A/B/C}-R*I_{\mathrm{GND}}}{\mathrm{\ω}{*L}_{A/B/C}}$

其中I_{L_A/B/C}为接地电抗器各相的电流，U_{acD_A/B/C}为采集的阀侧各相电压值，R接地电阻实际参数值，I_GND为采集的接地总电流值，ω为常数，L_A/B/C为电抗器实际参数值。

所述步骤2)中交流母线区各相差流的绝对值的计算公式如下：

DIF_A/B/C＝|IVD_A/B/C-IVC_A/B/C-I_{L_A/B/C}|

其中DIF_A/B/C为各相差流的绝对值，IVD_A/B/C为阀侧各相电流，IVC_A/B/C为启动回路阀侧各相电流，I_{L_A/B/C}为计算得到的接地电抗器各相电流。

所述的步骤3)中的差动保护的判据为：

DIF_A/B/C＞Δ，延时T，发出闭锁信号，启动差动保护，Δ为保护定值，T为动作延时时间。

本发明的有益效果是：本发明是针对联结变阀侧交流母线并联三相电抗器后经电阻接地的拓扑结构和其测点配置提出的一种交流母线差动保护方法，该方法首先采集阀侧各相电压和接地总电流，然后根据接地电阻和电抗器的实际参数计算出接地电抗器各相的电流；根据采集的阀侧各相电流和启动回路阀侧各相电流及计算得到的接地电抗器各相电流计算出差流的绝对值；判断电流差值是否大于保护定值，如果大于，则启动交流母线差动保护。本发明能够快速、准确的判断故障，有效的保护整个系统。

附图说明

图1是柔性直流输电系统拓扑结构及交流母线区测点示意图；

图2是本发明中各相电抗器电流计算方法的逻辑框图；

图3是本发明交流母线差动保护方法的逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。

本发明针对的是联结变阀侧交流母线并联三相电抗器后经电阻接地的拓扑结构和其测点配置，柔性直流输电系统拓扑结构及交流母线区测点示意如图1所示。交流母线差动保护的区域如图1中方框的区域；交流母线差动保护所用测点为阀侧各相电压值U_{acD_A/B/C}，接地电阻总电流值I_GND，联结变阀侧各相电流IVD_A/B/C，启动回路阀侧各相电流IVC_A/B/C。本发明交流母线差动保护的实现方法包括以下步骤：

1.采集交流母线差动保护所用测点为阀侧各相电压值U_{acD_A/B/C}，接地电阻总电流值I_GND，计算出接地电抗器各相电流I_{L_A/B/C}：

$I_{L\_A/B/C}=\frac{U_{\mathrm{acD}\_A/B/C}-R*I_{\mathrm{GND}}}{\mathrm{\ω}{*L}_{A/B/C}}$

2.采集联结变阀侧各相电流IVD_A/B/C，启动回路阀侧各相电流IVC_A/B/C和步骤1中计算得到的接地电抗器各相电流I_{L_A/B/C}，如图2所示，计算交流母线区各相差流的绝对值DIF_A/B/C：

DIF_A/B/C＝|IVD_A/B/C-IVC_A/B/C-I_{L_A/B/C}|

3.判断各相电流差的绝对值是否大于保护定值，只要有一相差流的绝对值大于保护定值，就启动交流母线差动保护。

如图3所示，交流母线差动保护的保护判据为：

DIF_A/B/C＞Δ时，延时T，发出闭锁信号，启动交流母线差动保护，其中Δ为保护定值，T为动作延时时间；

本发明的交流母线差动保护方法可以采用嵌入式工业控制平台或PC装置来实现，该两种装置是高压、特高直流输电和柔性直流输电领域常用的装置。保护装置首先采集交流母线差动保护所用测点为阀侧各相电压值U_{acD_A/B/C}，接地电阻总电流值I_GND，联结变阀侧各相电流IVD_A/B/C，启动回路阀侧各相电流IVC_A/B/C，然后按照保护的逻辑框图(如图2和图3所示)进行逻辑判断和处理。

Claims (4)

1.一种交流母线差动保护方法，其特征在于，该保护方法包括以下步骤：

1)采集交流母线差动保护所用测点的换流阀侧各相电压和接地总电流，根据接地电阻和电抗器的实际参数计算接地电抗器的各相电流；

2)采集联结变阀侧各相电流和启动回路阀侧各相电流，并根据计算得到接地电抗器的各相电流计算交流母线区各相差流的绝对值；

3)判断各相电流差的绝对值是否大于保护定值，只要有一相差流的绝对值大于保护定值，就启动交流母线差动保护。

2.根据权利要求1所述的交流母线差动保护方法，其特征在于，所述步骤1)中接地电抗器各相电流的计算公式如下：

$I_{L\_A/B/C}=\frac{U_{acD\_A/B/C}-R*I_{GND}}{\mathrm{\ω}*L_{A/B/C}}$

其中I_{L_A/B/C}为接地电抗器各相电流，U_{acD_A/B/C}为采集的换流阀侧各相电压值，R接地电阻实际参数值，I_GND为采集的接地总电流值，ω为常数，L_A/B/C为电抗器实际参数值。

3.根据权利要求2所述的交流母线差动保护方法，其特征在于，所述步骤2)中交流母线区各相差流的绝对值的计算公式如下：

DIF_A/B/C＝|IVD_A/B/C-IVC_A/B/C-I_{L_A/B/C}|

其中DIF_A/B/C为各相差流的绝对值，IVD_A/B/C为联结变阀侧各相电流，IVC_A/B/C为启动回路阀侧各相电流，I_{L_A/B/C}为接地电抗器各相电流。

4.根据权利要求3所述的交流母线差动保护方法，其特征在于，所述的步骤3)中的差动保护的判据为：

DIF_A/B/C>Δ，延时T，发出闭锁信号，启动差动保护，Δ为保护定值，T为动作延时时间。