CN107086550A - 一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法 - Google Patents

一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法 Download PDF

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邹强
张靖
黄金军
杨建明
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Abstract

本发明公开一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，防止高压或特高压直流输电线路在受双极互感(电磁耦合)影响时电压突变量保护误动。本发明利用双极线路互感影响造成的电压下降与实际接地故障造成的电压下降恢复特性上的差异性，在互感影响造成的电压下降时，闭锁电压突变量保护，防止其误动，在实际发生故障时开放电压突变量保护，防止其拒动。该方法，判断所用的时间较短，并且判断精确，适用于高压或特高压直流输电各种运行方式，不需要增加电压突变量保护算法需要的模拟量，具有较高的实用价值。

Description

一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法
技术领域
本发明涉及一种高压或特高压直流输电直流线路由于电磁耦合的原因双极互感影响时电压突变量保护防误动方法。
背景技术
高压或特高压直流输电输送线路距离长，电流大，电压等级高等特点。直流线路是高压或特高压直流输电最容易发生故障的元件。由于电磁耦合关系高压或特高压直流输电双极线路存在较为明显的互感的相互影响。直流输电线路在发生接地故障时，电压会以较快的速率下降到较低的值，根据此现象，直流输电线路保护中配置有电压突变量保护，并作为直流线路保护的快速主保护。但是，高压或特高压直流输电系统双极线路同塔平行架设，当某条直流线路发生接地故障时，会在另一极感应出较大的反向的感应电压，会引起非故障极直流线路电压以较快的速率下降到某低值，和直流线路实际发生接地故障的特征类似，容易引起非故障极直流线路电压突变量保护误动。因此，研究识别双极互感引起的电压变化与实际发生接地故障的不同特征，在互感影响引起的电压快速下降时，闭锁直流线路电压突变量保护动作的方法十分必要。
目前文献提出的电压突变量保护防误动方法，主要包括：1)利用线路两端的电压、电流突变量同时判断，或者两者的乘积进行判断，增加了电压突变量保护算法对变化率的计算，存在电压、电流计算的同步性问题。2)延长突变量保护算法的动作时间，不让突变量保护快速动作，降低了电压突变量作为线路保护的快速保护的特性。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，易于实现，互感特征识别精确，能够防止直流线路电压突变量保护误动作，提高直流输电线路电压突变量保护动作准确度。
为了达成上述目的，本发明的解决方案是：
一种高压或特高压直流输电线路电压突变量防误动方法，该方法实现步骤如下：
1、一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤(1)采集直流线路电压量，实时判断电压是否下降到设定的第一定值。
步骤(2)判断直流电压下降到设定的第一定值后在较短的间隔时间t1内判断直流电压是否恢复到了设定的第二定值。
步骤(3)同时满足了步骤(1)、(2)中的条件后，在闭锁时间时间t2内，闭锁线路电压突变量保护。
2、所述的步骤(1)中，由于非故障极受故障极线路互感影响时，电压迅速下降到0.3p.u.左右，所以第一定值设定为0.35p.u.-0.65p.u.。
3、所述的步骤(2)中，
1)非故障极直流线路电压在受互感影响时，电压会迅速下降后迅速恢复。一般能恢复到0.9p.u.左右，而实际发生故障的极电压不会恢复，所以第二定值取为0.7p.u.-0.8p.u.。
2)非故障极直流线路电压在受互感影响时，下降到0.5p.u.后到恢复到0.75p.u.的时间一般需要3.5ms，所以较短的时间t1取为3ms-4ms。例如，判断电压下降到0.5p.u.后的4ms内任一时刻直流线路电压恢复到0.75p.u.则判定为直流电压下降为互感影响引起。
5、所述的步骤(3)中，检测到直流电压变化满足互感引起的时候，则闭锁直流线路电压突变量保护出口时间7ms-15ms，否则不闭锁直流线路电压突变量保护。
本发明的有益效果是：
1、本发明方法简单可靠，只需要对直流线路电压的变化特征来区别电压下降是双极互感引起或者实际发生接地故障引起。
2、本发明算法简单，对原电压突变量保护算法的计算量的增加不明显。
3、本方法的电压突变量防误动方法，对直流输电系统的各种运行方式均适用，具有较高的工程实用价值。
附图说明
图1是本发明方法的防误动判断方法框图。
具体实施方式
以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
本发明提供一种高压或特高压直流输电线路电压突变量保护防误动方法，首先采集直流输电线路直流电压量，判断其变化特征，当检测到直流电压下降到U1_SET(如，0.5.p.u.)后，在时间1(如，4ms)内检测直流电压是否恢复到了U2_SET(如，0.75.p.u.)，以此判断直流线路电压变化是互感引起的或者是由于实际接地故障发生，然后决定是否闭锁直流线路电压突变量保护。
配合图1所示：当双极直流输电线路一极发生接地故障后，由于电流和电压发生突变，会在非故障极上感应出较大的反向直流电压，引起非故障极电压明显下降，可能引起直流线路电压突变量保护误动，并且直流线路电压能迅速恢复，根据此特征，判断出直流线路电压变化是双极互感引起时，则闭锁本极的直流线路电压突变量保护，防止双极互感影响引起直流线路电压突变量保护误动。
根据双极互感引起的电压变化特征，识别这一过程的方法采用如下步骤：
步骤(1)：采集直流线路电压量，并对其变化特征进行分析。在直流线路电压受到互感影响时，其线路直流电压变化特征为，电压迅速下降到较低的值，并且迅速的能恢复到接近受影响前的水平。
步骤(2)根据直流线路电压量特征，判断电压是否下降到设定的第一定值(U1_SET)，由于非故障极受故障极线路互感影响时，电压迅速下降到0.3p.u.左右，所以第一定值(U1_SET)可设定为0.35p.u.-0.65p.u.。
步骤(3)判断直流电压下降到设定的第一定值后在较短的间隔时间t1内判断直流电压是否恢复到了设定的第二定值(U2_SET)，非故障极直流线路电压在受互感影响时，电压会迅速下降后迅速恢复。一般能恢复到0.9p.u.左右，而实际发生故障的极电压不会恢复，所以第二定值(U2_SET)取为0.7p.u.-0.8p.u.。
步骤(4)非故障极直流线路电压在受互感影响时，下降到0.5p.u.后到恢复到0.75p.u.的时间一般需要3.5ms，时间t1取为3ms-4ms。例如，判断电压下降到0.5p.u.后的4ms内任一时刻直流线路电压恢复到0.75p.u.则判定为直流电压下降为互感影响引起。
步骤(5)满足了步骤(2)(3)(4)中的条件后，闭锁线路电压突变量保护出口7ms-15ms(典型值10ms)，然后再次开放电压突变量保护出口。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤(1)采集直流线路电压量,实时判断电压值是否下降到设定的第一定值，当直流电压下降到设定的第一定值后，进入步骤(2)；
步骤(2)在间隔时间t1内判断直流电压是否恢复到了设定的第二定值，当直流电压恢复到了设定的第二定值后，进入步骤(3)；
步骤(3)在闭锁时间t2内，闭锁线路电压突变量保护出口。
2.如权利要求1所述的一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，其特征在于：所述的步骤(1)中，第一定值设定为0.35p.u.-0.65p.u.。
3.如权利要求1所述的一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，其特征在于：所述的步骤(2)中第二定值设定为0.7p.u.-0.8p.u.；间隔时间t1设定为3ms-4ms。
4.如权利要求1所述的一种高压或特高压直流线路电压突变量保护防误动方法，其特征在于：所述的步骤(3)中，闭锁时间t2设定为7ms-15ms。
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