CN107979075A - 一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，包括：故障特征量计算；故障的初步判别；雷击干扰识别；确定故障极；保护向故障线路的直流断路器发出跳闸命令，实现故障的隔离。本发明利用正负极电流的微分差特征进行故障判别，利用正负极线路电压之比完成故障选极，根据正负极电压积分值差异实现雷击干扰识别，利用直流断路器进行故障隔离。雷击干扰、故障位置、过渡电阻等因素几乎不会对本发明造成影响。本发明保护方法仅利用单端量数据，可快速有效地识别故障线路。

Description

一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法

技术领域

本发明涉及一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法。

背景技术

随着模块化多电平换流器技术的日趋成熟，由其构成的柔性直流输电及其柔性直流电网技术逐渐在新能源并网和解决其消纳问题以及偏远地区与海岛供电等方面上凸显优势。尽管柔性直流输电有可以向无源网络供电、潮流翻转无需改变电压极性等优点，但由于电压源型换流器的拓扑和柔性直流网络的低阻抗特性，其直流侧故障后的故障电流在短时间内急剧升高，故障扩展速度极快，且电压源型换流器件耐受故障电流的能力有限，因此，直流侧故障后，必需在数毫秒内有选择地识别出故障线路并快速隔离，这对柔性直流线路保护提出了极高的要求。

目前应用在常规高压直流输电线路上的主、后备保护主要有行波保护、微分欠压保护、电流纵联差动和低电压保护。行波保护与微分欠压保护易受过渡电阻的影响，定值整定困难、灵敏度不高，雷击干扰对其影响较大。纵联差动保护需要通信通道交换两端信息，保护的速动性差。上述保护方法在两端直流输电系统中尚存在不足，若直接应用于多端直流输电电网，更存在适应性问题。因此，亟需研究适用于多端柔性直流电网线路保护的新方法。

现有技术利用MUSIC方法对故障后的暂态电流进行频谱分析后得到的线路两端固有频率特征差异构造纵联保护，并利用原始行波信号和解耦后行波信号提取的固有频率主成分构造故障选极判据，但该保护动作时间超过10ms，虽可靠性优于一般的行波保护，但速动性较差，且只适用于传统的两端直流输电系统。

现有技术提出了一种利用S变换提取电流电压相角差的方法来识别直流输电线路区内外故障，利用直流线路两极电压突变量的S变换零频暂态能量的比值实现故障选极，此种方法依靠通道，且仅适用于常规线换相换流器的点对点直流输电工程。

现有技术提出了一种基于边界元件两侧电压小波变换细节系数幅值比的方向纵联判据，以及一种基于正负极电压幅值比的故障选极判据，该保护方法能够有效识别故障线路，但是由于需要对端方向信息，保护的速动性不强。此外，雷击干扰将影响此保护方法的可靠性。

现有技术提出了一种利用第一个到达保护安装处电流行波的极性、各极电流初始行波抵达时间之差、电流变化率来检测单极接地故障的方法，但该方法仅能用于对单极接地故障的识别，且过于复杂。

现有技术提出了ROCOV(rate of change of voltage)这一电气量，线路内部故障时可利用ROCOV随着与故障测量点电气距离的增大而减小的特征区分相邻线路和母线故障，这种方法动作迅速，原理简单，但相关阈值整定复杂，需要迭代。

由此可见，现有的多端柔性直流电网直流线路保护方法中并没有完全可靠性高、动作速度快并且灵敏度高的保护方法。

发明内容

本发明的目的就是解决上述问题，提供了一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，该方法通过分析故障线路与非故障线路的正负极突变电流特征差异，仅利用单端量数据，可快速有效地实现故障的隔离。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案，包括：

本发明公开了一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，包括以下步骤：

(1)采集各保护安装处的电压、电流信息，并计算相应的特征量；

(2)对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，求取同一直流母线上不同线路的电流微分差之比；

(3)根据求取的电流微分差之比，构建单端量的故障识别判据；如果判定有故障发生，则进入下一步；否则，返回步骤(1)；

(4)进行雷击干扰识别；如果确定为雷击干扰，返回步骤(1)；否则，进入下一步；

(5)定义同一线路的正、负极电压幅值比，根据所述幅值比确定具体的故障极；

(6)进行故障隔离。

进一步地，所述步骤(2)的具体方法为：

对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，即：

定义同一直流母线上不同线路的电流微分差之比为：

其中，I_p为正极线路突变电流，I_n为负极线路突变电流，M_n对应第n个换流站的两条线路正负极电流微分差之比；n_x、n_y对应该换流站母线的两条出线L_nx、L_ny。

进一步地，所述步骤(3)中构建的单端量的故障识别判据具体方法为：

M_n＞k；

其中，k为大于1的固定门槛；M_n为第n个换流站的两条线路正负极电流微分差之比。

进一步地，若式M_n＞k成立，则线路L_nx的区内或对端直流母线发生故障；

若式成立，则线路L_ny的区内或对端直流母线发生故障；

若上述两式都不满足，则线路L_nx和L_ny都正常。

进一步地，所述步骤(4)中，当检测到有扰动发生后，分别对正、负极电压进行积分运算；求取线路正负极电压积分值之比η。

进一步地，当线路正负极电压积分值之比满足γ₁＜η＜γ₂时，判定发生雷击干扰。

进一步地，所述步骤(5)中，定义正、负极电压幅值比为ζ，

其中，U_p、U_n分别为故障后t₀时刻的正、负极电压。

进一步地，设定固定门槛值τ；

若ζ＞τ则判断发生了负极故障；若则判断发生了正极故障；若则判断发生了双极故障。

本发明有益效果：

(1)利用正负极电流微分差构造单端量保护方法，并利用正负极线路电压之比完成故障选极，利用直流断路器进行故障隔离。本方法原理简单、清楚，识别准确，易于工程实现。

(2)本单端量保护算法包含线路正负极突变电流的微分差以及比值计算、正负极电压的积分计算与正负极电压的比值计算，在20kHz采样频率下，数据窗口为2ms，各特征电气量的计算耗时极少，再加上直流断路器切除故障的时间，可在5ms内完成故障的隔离。

(3)在各种故障初始条件下可靠、快速地识别故障。雷击干扰、故障位置、过渡电阻等因素几乎不会对保护判据造成影响。

(4)本保护方法仅利用单端量数据，无需通道联系，不需两端同步采样，可快速有效地识别、隔离故障线路。

附图说明

图1为保护方法流程图；

图2为正极接地故障后线路电容放电示意图；

图3为三端柔性直流电网示意图；

图4为L₁₂单极接地故障仿真波形；

图5为L₁₂极间短路故障仿真波形；

图6为F₂处正极接地故障仿真波形。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，包括以下步骤：

(1)采集各保护安装处的电压、电流信息，并计算相应的特征量；

(2)对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，求取同一直流母线上不同线路的电流微分差之比；

对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，即，

式中，I_p为正极线路突变电流，I_n为负极线路突变电流。

定义同一直流母线上不同线路的电流微分差之比为

式中，M_n对应第n个换流站的两条线路正负极电流微分差之比；nx、ny对应该换流站母线的两条出线L_nx、L_ny。

(3)根据求取的电流微分差之比，构建单端量的故障识别判据；如果判定有故障发生，则进入下一步；否则，返回步骤(1)；

构建的单端量的故障识别判据如下：

M_n＞k (1)

式中，k为大于1的固定门槛。若式(1)成立，则线路L_nx的区内或对端直流母线发生故障；若式(2)成立，则线路L_ny的区内或对端直流母线发生故障；若式(1)和(2)都不满足，则线路L_nx和L_ny都正常。

(4)进行雷击干扰识别；如果确定为雷击干扰，返回步骤(1)；否则，进入下一步；

当检测到扰动发生后，对正、负极电压分别积分，定义S为线路电压的积分，则：

式中，t₁为检测到扰动发生的时刻；t_n-t₁为积分时间窗，考虑到雷击干扰的衰减时间，在此取2.0ms。U_p(t)、U_n(t)分别为t时刻的正、负极电压瞬时值。

定义η为线路正负极电压积分值之比，则：

当满足γ₁＜η＜γ₂时，判断发生雷击干扰。式中，γ₁、γ₂为常数，根据雷击时雷电流注入极与正常极电压波动差异程度，γ₁可取0.6～0.8之间，γ₂可取1或接近1的数值。

(5)定义同一线路的正、负极电压幅值比，根据所述幅值比确定具体的故障极；

定义正负极电压幅值比为ζ，即：

式中，U_p、U_n分别取故障后t₀时刻的正、负极电压，τ为设定的固定门槛，考虑一定裕度，该值取略大于1的一个值。

若ζ＞τ则判断发生了负极故障；若则判断发生了正极故障；若则判断发生了双极故障。

(6)进行故障隔离：保护向故障线路的直流断路器发出跳闸命令，实现故障的隔离。

若判断故障发生，则直接跳开满足M_n＞k或保护安装处的断路器，对于多端柔性直流输电网而言，直流线路上一般并无分支，无论故障发生在本线路内部还是对端直流母线上，若本端直流断流器动作，并不会扩大停电范围。

本发明的识别原理为：

1故障分析

柔性直流电网的换流站一般采用对称单极拓扑结构，通常在联接变压器的中性点串联大电阻接地或直流侧出口处并联大电阻箝位接地。若直流侧发生单极接地故障，由于交流侧没有电流通路，故障后的电流仅包括正、负极电压变化引起的换流器子模块放电及线路对地电容充放电，不会引起线路电流长时间大幅度波动或偏离正常值。以线路发生正极接地故障为例，故障发生后由于换流站的定电压控制作用使下降的极间电压迅速回升，子模块放电产生的电流较小，故障电流主要是线路分布式电容的充放电电流。图2所示为三端柔性直流电网线路L₁₂发生正极接地故障时，线路L₁₂和L₁₃的正、负极线路上电容充放电电流示意图，其中F为故障点。

由图2可知，当F点发生正极接地故障后，故障线路L₁₂的正极电压将迅速跌落至零，故障点两侧线路电容通过故障点放电。而负极电压幅值快速上升至额定电压的2倍，由此导致负极线路的电容充电。规定电流由母线指向线路为正，线路L₁₂的故障极与非故障极的突变电流变化方向相反。对于线路L₁₃而言，故障点F在其背后，无论其正极还是负极，线路电容充放电的突变电流变化方向均由线路指向母线，此时正、负极电流变化方向是相同的。若发生双极故障，在故障后的短时间内，故障电流由子模块电容放电电流和交流侧馈入电流组成，短路电流迅速升高，相比此短路电流，线路电容放电电流极小，可忽略。

当发生单极接地故障时，由于没有故障通路，电流较小，保护不易识别。但是对于保护区内的单极接地故障，故障线路的正负极突变电流变化方向相反，而非故障线路的正负极突变电流的变化方向相同。由此，故障发生短时间内，通过正负极突变电流微分差计算，可使故障线路上的DSC更大，而非故障线路上的DSC更小，甚至接近为零，进而使得故障线路与非故障线路的特征差异更加显著。以图2中L₁₂线路发生单极接地故障为例，故障发生短时间内，无论是正极接地还是负极接地，均有：DSC₁₂远大于DSC₁₃，即M₁远大于1。同样对于线路L₁₂的另一端换流站MMC2而言，DSC₂₁远大于DSC₂₃，M₂远大于1。对于MMC3，DSC₃₁和DSC₃₂理论上应该近似相等，则M₃应该近似为1。

三端模型中某条线路发生极间短路故障后，所有换流站子模块及交流侧均向故障点提供电流，线路电流急剧上升，线路任意处的正极电流与负极电流突变方向必定相反。离故障点越近，线路故障电流上升越快，由于线路两端限流电抗器的边界阻滞作用，非故障线路上故障电流上升率会明显小于故障线路。利用正负极电流微分差可以量化并放大电流上升率。以图2中线路L₁₂上发生极间短路故障为例，对此故障有：M₁、M₂应该远大于1，而M₃应接近1。

当直流母线上发生单极接地故障时，以图2中MMC1端发生直流母线正极或负极接地故障为例，各条线路正负极突变电流的变化方向均相同。突变电流经过线路两端限流电抗器时因边界阻滞作用电流变化率减小，电流微分差也同时减小。对此故障，有M₁应该接近1，M₂、M₃应远大于1。

直流母线发生极间短路故障时，如图2中MMC1端直流母线处发生极间短路故障，各条线路正负极突变电流的变化方向均相反，因线路两端限流电抗器的边界阻滞，同样存在M₁接近1，M₂、M₃远大于1。

2判据的构建

综上分析，对换流站n的直流侧保护，可构建单端量的故障识别判据如下：

M_n＞k (1)

式中，k为大于1的固定门槛。若式(1)成立，则线路L_nx的区内或对端直流母线发生故障；若式(2)成立，则线路L_ny的区内或对端直流母线发生故障；若式(1)和(2)都不满足，则线路L_nx和L_ny都正常。

利用PSCAD构建多端柔性直流电网仿真模型，对所提方法进行仿真验证：

1)建立模型

仿真模型采用±500kV三端模型如图3所示。模型中各换流站均采用MMC换流器拓扑，对称单极接线，大电阻箝位接地。MMC1与MMC3为整流站，MMC2为逆变站。直流线路L₁₂、L₂₃和L₁₃分别长400km、250km和180km。各线路两侧均装设200mH限流电抗器。在图3中设置不同位置的直流侧故障，测试所提保护方法的性能。仿真中的采样频率为20kHz，k值为5，γ₁取0.8，γ₂取1，τ取1.05，t₀取2.0ms。

2)故障仿真

①单极接地故障

a、典型故障仿真。在L₁₂线路距MMC1端300km处设置正极金属性接地故障，故障发生时刻为1.5ms，图4所示为各线路端检测到的仿真波形。

由图4可知，故障发生后，DSC12、DSC13最大幅值分别为3.184、0.276，M₁＝11.513，由此MMC1处保护判别线路L₁₂至对端直流母线发生故障；由E12p和E12n比值得，L₁₂保护安装处的ζ＝0.416，则保护识别为线路正极发生接地故障；DSC21、DSC23分别为3.308、-0.316，M₂＝10.461，由此MMC2处保护判别线路L₂₁至对端直流母线发生故障；DSC31、DSC32分别为0.161、0.138，M₃＝1.172，由此MMC3处保护判别本端直流母线处两条直流出线线路正常，判别结果正确。

b、不同过渡电阻和故障位置仿真。在线路L₁₂上设置不同情况下的单极接地故障，故障初始条件与仿真数据见表1。表中，“+”表示正极接地故障，“-”表示负极接地故障；R_f为过渡电阻，L为故障点至线路首端MMC1的距离，ζ₁、ζ₂分别是由M值判定的需要跳闸的线路保护安装处的正负极电压之比，在下表中，前者对应L₁₂线路保护安装处，后者对应L₂₁线路保护安装处。

表1.单极接地故障仿真数据

如表1所示，由设置在线路L₁₂距离MMC1为10km与300km处发生不同过渡电阻的正极接地故障的仿真数据得：M₁＞5，M₂＞5，M₃接近1，由此MMC1处保护判别线路L₁₂至对端直流母线发生故障，MMC2处保护判别L₂₁至对端直流母线发生故障；同时，根据故障极识别判据，MMC1和MMC2处保护均判别为正极接地故障；此外，由M₃的数据可知，MMC3处保护判别本端直流母线处两条直流出线线路正常。对于线路L₁₂的负极接地故障，各换流站直流侧的保护也能正确识别故障线路及其故障极，而且故障位置与过渡电阻对判据几乎没有任何影响。

②极间短路故障

a、典型故障仿真。在L₁₂线路距MMC1端200km处设置极间短路故障，所得仿真波形如图5所示。由仿真数据计算得M₁、M₂、M₃分别为7.779、10.723、1.025，则MMC1处保护判别线路L₁₂至对端直流母线发生故障，MMC2处保护判别线路L₂₁至对端直流母线发生故障，MMC3处保护判别本端直流母线处两条直流出线线路正常，L₁₂保护安装处ζ＝1，则线路发生极间短路故障，根据上述分析得线路L₁₂处发生极间短路故障，判别结果正确。

b、不同故障位置仿真。在线路L₁₂的不同位置分别设置极间短路故障，仿真数据见表2，ζ₁、ζ₂分别对应L₁₂和L₂₁线路保护安装处。

表2.极间短路故障仿真数据

如表2所示，L₁₂线路不同位置发生极间短路故障时均有M₁＞5，M₂＞5，M₃接近1，ζ＝1可判断L₁₂线路发生极间短路故障。对于不同线路上不同位置的极间短路故障，各侧保护均能正确识别，具有很高的可靠性和灵敏性。

③直流母线故障

a、典型母线故障仿真。在MMC1的直流母线上设置正极接地故障，部分仿真波形如图6所示。由数据计算得M₁、M₂、M₃分别为0.996、9.684、7.224，L₂₁和L₃₁保护安装处的ζ分别为0.155和0.493，相应的保护均正确判断正极接地故障。尽管MMC2和MMC3处保护无法有效区分是线路L₂₁和L₃₁故障还是MMC1的直流母线故障，但L₂₁和L₃₁处的直流断路器动作可以隔离MMC2和MMC3与故障点的电气联系，不会扩大停电范围。

b、不同类型故障仿真。在F₂处设置直流母线单极接地和极间短路故障，仿真结果见表3，ζ₁、ζ₂分别对应L₂₁和L₃₁线路保护安装处。

表3.直流母线故障仿真数据

故障位置	M1	M2	M3	ζ1	ζ2
						F2正极接地	0.996	9.684	7.224	0.155	0.493
F2极间短路	1.000	12.652	12.570	1.000	1.000

由表3数据知，MMC1直流母线发生正极接地和极间短路故障时，均有M₁接近1，M₂＞5，M₃＞5，且根据故障极识别判据能够正确确定故障极。仿真结果表明对于不同类型的直流母线故障，故障母线侧的保护能够正确识别连接在该母线上的直流线路正常，而相邻母线侧的保护虽然无法有效识别是线路故障还是对端母线故障，但其能够正确动作将各自的MMC与故障点隔离。

④雷击干扰仿真

架空长线路容易遭受雷击，为验证雷击干扰对所提单端量保护判据的影响，对此设置F₁点不同条件下的雷击干扰和故障性雷击实验，仿真结果如表4所示，选取同一线路正极接地故障、负极接地故障与极间短路故障的仿真结果作为对照。ζ₁、η₁对应L₁₂线路保护安装处，ζ₂、η₂对应L₂₁线路保护安装处。表中数据显示，发生雷击干扰时，根据M值初步判定线路L₁₂内部发生故障，而后由0.8＜η＜1确定为雷击干扰，此时线路断路器不动作；而表中其他类型故障均不满足0.8＜η＜1，判别为线路L₁₂内部发生故障，此时应有相应断路器跳闸。

表4.雷击干扰仿真数据

由仿真结果可知，本发明所提雷击干扰判据能准确识别雷击扰动，不会出现保护误判行为。

⑤交流侧故障仿真

在MMC1的交流侧设置不同类型的故障，仿真数据如表5所示。由表5数据可知，各换流站端的M值均小于5，直流侧保护正确判别各直流线路正常。

表5.交流侧仿真数据

综上仿真可知，在各种故障与干扰情况下，所提判据均能正确反应，验证了所提保护方法的有效性。

本发明利用正负极电流微分差进行单端量保护，并利用正负极线路电压之比完成故障选极，利用直流断路器进行故障隔离。雷击干扰、故障位置、过渡电阻等因素几乎不会对本发明造成影响。此外，本发明保护方法仅利用单端量数据，无需通道联系，不需两端同步采样，可快速有效地识别故障线路。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。

Claims (8)

1.一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采集各保护安装处的电压、电流信息，并计算相应的特征量；

(2)对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，求取同一直流母线上不同线路的电流微分差之比；

(3)根据求取的电流微分差之比，构建单端量的故障识别判据；如果判定有故障发生，则进入下一步；否则，返回步骤(1)；

(4)进行雷击干扰识别；如果确定为雷击干扰，返回步骤(1)；否则，进入下一步；

(5)定义同一线路的正、负极电压幅值比，根据所述幅值比确定具体的故障极；

(6)进行故障隔离。

2.如权利要求1所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，所述步骤(2)的具体方法为：

对同一线路的正负极突变电流进行微分运算再求取二者差的绝对值，即：

<mrow> <mi>D</mi> <mi>S</mi> <mi>C</mi> <mo>=</mo> <mo>|</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dI</mi> <mi>p</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>-</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>dI</mi> <mi>n</mi> </msub> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>|</mo> <mo>;</mo> </mrow>

定义同一直流母线上不同线路的电流微分差之比为：

<mrow> <msub> <mi>M</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>DSC</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>x</mi> </mrow> </msub> </mrow> <mrow> <msub> <mi>DSC</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>y</mi> </mrow> </msub> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

其中，I_p为正极线路突变电流，I_n为负极线路突变电流，M_n对应第n个换流站的两条线路正负极电流微分差之比；n_x、n_y对应该换流站母线的两条出线L_nx、L_ny。

3.如权利要求1所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，所述步骤(3)中构建的单端量的故障识别判据具体方法为：

M_n＞k；

<mrow> <msub> <mi>M</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>&lt;</mo> <mfrac> <mn>1</mn> <mi>k</mi> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

其中，k为大于1的固定门槛；M_n为第n个换流站的两条线路正负极电流微分差之比。

4.如权利要求3所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，

若式M_n＞k成立，则线路L_nx的区内或对端直流母线发生故障；

若式成立，则线路L_ny的区内或对端直流母线发生故障；

若上述两式都不满足，则线路L_nx和L_ny都正常。

5.如权利要求1所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，所述步骤(4)中，当检测到有扰动发生后，分别对正、负极电压进行积分运算；求取线路正负极电压积分值之比η。

6.如权利要求5所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，当线路正负极电压积分值之比满足γ₁＜η＜γ₂时，判定发生雷击干扰。

7.如权利要求1所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，所述步骤(5)中，定义正、负极电压幅值比为ζ，

<mrow> <mi>&amp;zeta;</mi> <mo>=</mo> <mfrac> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>U</mi> <mi>p</mi> </msub> <mo>|</mo> </mrow> <mrow> <mo>|</mo> <msub> <mi>U</mi> <mi>n</mi> </msub> <mo>|</mo> </mrow> </mfrac> <mo>;</mo> </mrow>

其中，U_p、U_n分别为故障后t₀时刻的正、负极电压。

8.如权利要求7所述的一种多端柔性直流电网直流线路单端量保护方法，其特征在于，设定固定门槛值τ；

若ζ＞τ则判断发生了负极故障；若则判断发生了正极故障；若则判断发生了双极故障。