CN108321776A - 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法 - Google Patents

基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108321776A
CN108321776A CN201810115548.9A CN201810115548A CN108321776A CN 108321776 A CN108321776 A CN 108321776A CN 201810115548 A CN201810115548 A CN 201810115548A CN 108321776 A CN108321776 A CN 108321776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
frequency channel
special frequency
installation place
rectification side
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201810115548.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108321776B (zh
Inventor
杨亚宇
邰能灵
范春菊
郑晓冬
黄文焘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Jiaotong University filed Critical Shanghai Jiaotong University
Priority to CN201810115548.9A priority Critical patent/CN108321776B/zh
Publication of CN108321776A publication Critical patent/CN108321776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108321776B publication Critical patent/CN108321776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems

Landscapes

  • Direct Current Feeding And Distribution (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法，首先提取整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧分流器测得的实时电流值，计算保护安装处和平波电抗器阀侧的故障电流，即实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差，利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量，与整流侧保护安装处特定频段电流有效值、整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值和保护门槛值进行比较判断后得到直流线路是否发生故障并进而得到故障类型。本发明仅利用单端特定频段电流进行故障判别，不需要数据同步，对采样率要求低，可快速准确地识别各种直流线路故障。

Description

基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法
技术领域
本发明涉及的是一种特高压直流输电系统领域的技术，具体是一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法。
背景技术
目前，特高压直流输电工程的线路保护可分为主保护和后备保护，主保护一般配置为行波保护和微分欠压保护，后备保护配置为纵联电流差动保护。行波保护对装置采样率要求高、行波波头检测困难、易受噪声的干扰，且耐过渡电阻能力差；微分欠压保护既是特高压直流输电线路的主保护，也兼做直流线路行波保护的后备保护，然而研究表明，1000km直流输电线路中点故障时，其耐过渡电阻能力不到70Ω，保护耐故障电阻能力不足；纵联电流差动保护根据故障后线路两端的电流简单相加求和实现保护功能，是特高压直流输电线路的后备保护，但为避开区外故障时线路电压波动产生的暂态充放电电流，保护延时时间长，速动性差，难以起到后备保护的作用。因此亟需提高特高压直流输电线路保护的可靠性。
发明内容
本发明针对现有技术较难区分区内末端高阻故障和区外故障等缺陷，提出一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法，利用特高压直流输电线路整流侧的单端特定频段电流进行故障判别，采样率低，不需要数据同步，且具有明确的整定依据。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明首先提取整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧分流器测得的实时电流值，计算保护安装处和平波电抗器阀侧的故障电流，即实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差，利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量，与整流侧保护安装处特定频段电流有效值、整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值和保护门槛值进行比较判断后得到直流线路是否发生故障并进而得到故障类型。
所述的分流器为特高压直流输电系统中测量电流实时值的装置。
所述的滤波器优选采用切比雪夫滤波器，带通通带波纹为0.1dB，上限截止频率为2000Hz,下限截止频率为500Hz，即对应特定频段。
所述的特定频段为500-2000Hz频段，由于目前特高压直流输电工程所配置的直流滤波器大多为12/24双调谐直流滤波器和12/24/36三调谐直流滤波器。对于12/24双调谐直流滤波器，在调谐频率(600Hz,1200Hz)处，直流滤波器阻抗幅值最小；对于12/24/36三调谐直流滤波器，在调谐频率(600Hz,1200Hz,1800Hz)处，直流滤波器阻抗幅值最小。在包含调谐频率的500-2000Hz频段范围内，直流滤波器对逆变侧区外故障时故障电流的分流作用最为明显，此时边界对故障电流的衰减作用最强。区内外故障特征最明显。
所述的整流侧保护安装处特定频段电流有效值为所述的整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值为其中：ImFB和IMFB分别是整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧的特定频段电流，s是时间窗内的采样点的数目，r是正整数，r＝0,1,2,…,s-1。
所述的比较判断是指：当整流侧保护安装处特定频段电流有效值ImFBY小于等于保护门槛值时，判定为无故障或者逆变侧区外故障；否则可能发生线路故障，并进一步计算整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值IMFBY，当IMFBY小于整流侧保护安装处特定频段电流有效值ImFBY时，判定为区内故障；否则判定整流侧区外故障。
技术效果
与现有技术相比，本发明采用特定频段电流对特高压直流输电系统的故障类型进行判别，不需要数据同步，具有明确的整定依据，采样率要求低，易于硬件实现，可快速准确识别各种区内外故障。
附图说明
图1为±800kV特高压直流线路特定频段电流保护实现系统示意图；
图2为本发明流程的示意图；
图3为特高压直流输电线路中点经100Ω过渡电阻接地故障时，系统仿真结果的示意图；
图中：1为换流变压器、2为换流器、3为直流输电线路两端配置的的直流滤波器组、4为直流输电系统的接地极引线及接地极、5为特高压直流输电线路、6为平波电抗器。
具体实施方式
如图1所示，为±800kV特高压直流线路特定频段电流保护实现系统示意图，图中m点表示整流侧保护安装处位置，M点表示整流侧平波电抗器阀侧位置。
如图2所示，本实施例的操作步骤如下：
步骤1、采集特高压直流输电系统整流侧保护安装处和整流侧平波电抗器阀侧的实时电流。
步骤2、计算整流侧保护安装处和整流侧平波电抗器阀侧的故障电流的值。
所述的故障电流为实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差。
步骤3、利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量
所述的滤波器为切比雪夫滤波器，切比雪夫滤波器具有等波纹特性，在整个通带或者阻带内精度分布更为均匀。
所述的特定频段为500-2000Hz频段。
步骤4、计算整流侧保护安装处特定频段电流有效值ImFBY，并比较其与保护门槛值的大小。当ImFBY大于保护门槛值时，则可能发生了线路故障，执行步骤5；否则判定为无故障或者逆变侧区外故障，回到步骤1。
所述的整流侧保护安装处特定频段电流有效值其中，ImFB分别是整流侧保护安装处特定频段电流值，s是时间窗内的采样点的数目，r是正整数，r＝0,1,2,…,s-1。
所述的保护门槛值为特定频段电流的门槛值Iset，门槛值Iset的整定依据为：由各种逆变侧区外故障时整流侧保护安装处检测到的最大特定频段电流分量和各种典型区内故障时整流侧保护安装处检测到的最小特定频段电流分量共同确定的，即保护门槛值应大于各种逆变侧区外故障时整流侧保护安装处检测到的最大特定频段电流分量，且小于各种典型区内故障时整流侧保护安装处检测到的最小特定频段电流分量。
步骤5、计算整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值IMFBY，并比较其与ImFBY的大小。当IMFBY小于ImFBY时，判定为区内故障；否则判定整流侧区外故障。
所述的整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值其中，IMFBY是整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流值，s是时间窗内的采样点的数目，r是正整数，r＝0,1,2,…,s-1。
如图3所示，对本实施例的保护装置在特高压直流输电线路中点经100Ω过渡电阻接地故障时，系统仿真结果显示：区内故障后，整流侧保护安装处和整流侧平波电抗器阀侧电流增加，1)整流侧保护安装处特定频段电流有效值大于门槛值，2)整流侧保护安装处特定频段电流的有效值大于整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流的有效值。根据1)和2)判定此故障为区内故障。
仿真结果表明，此保护方案可以快速准确地识别区内故障，在100Ω过渡电阻下有良好的动作性能，保护不受过渡电阻的影响，可靠性好。
下表给出了线路不同故障位置和不同过渡电阻下保护动作特性的仿真结果。
从上表可以看出，本方案可以正确区分各种区内外故障，在区内故障时不拒动，区外故障时不误动，可靠性较高。而且可以准确区分区外故障和区内末端经100Ω过渡电阻接地故障，克服了特高压直流输电线路行波保护和微分欠压保护难以区分区外故障和区内末端高阻接地故障的缺点，具有重要的工程意义。
上述具体实施可由本领域技术人员在不背离本发明原理和宗旨的前提下以不同的方式对其进行局部调整，本发明的保护范围以权利要求书为准且不由上述具体实施所限，在其范围内的各个实现方案均受本发明之约束。

Claims (6)

1.一种基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法，其特征在于，首先提取整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧分流器测得的实时电流值，计算保护安装处和平波电抗器阀侧的故障电流，即实时电流与特高压直流系统正常运行时的稳态电流之差，利用滤波器提取故障电流的特定频段电流分量，与整流侧保护安装处特定频段电流有效值、整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值和保护门槛值进行比较判断后得到直流线路是否发生故障并进而得到故障类型。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的滤波器采用切比雪夫滤波器，带通通带波纹为0.1dB。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的特定频段为500-2000Hz频段。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征是，所述的整流侧保护安装处特定频段电流有效值为所述的整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值为其中：ImFB和IMFB分别是整流侧保护安装处和平波电抗器阀侧的特定频段电流，s是时间窗内的采样点的数目，r是正整数，r＝0,1,2,…,s-1。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征是，所述的比较判断是指：当整流侧保护安装处特定频段电流有效值ImFBY小于等于保护门槛值时，判定为无故障或者逆变侧区外故障；否则可能发生线路故障，并进一步计算整流侧平波电抗器阀侧特定频段电流有效值IMFBY，当IMFBY小于整流侧保护安装处特定频段电流有效值ImFBY时，判定为区内故障；否则判定整流侧区外故障。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其特征是，所述的保护门槛值大于各种逆变侧区外故障时整流侧保护安装处检测到的最大特定频段电流分量且小于各种典型区内故障时整流侧保护安装处检测到的最小特定频段电流分量。
CN201810115548.9A 2018-02-06 2018-02-06 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法 Active CN108321776B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810115548.9A CN108321776B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810115548.9A CN108321776B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108321776A true CN108321776A (zh) 2018-07-24
CN108321776B CN108321776B (zh) 2019-04-05

Family

ID=62902819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810115548.9A Active CN108321776B (zh) 2018-02-06 2018-02-06 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108321776B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111030062A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 一种区分平波电抗器内外故障的高压直流输电线路保护方法及装置
CN114243657A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 上海海事大学 直流输电线路单端量快速保护方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013013384A1 (zh) * 2011-07-26 2013-01-31 西安交通大学 一种识别高压直流输电线路区内、外故障的单端电气量全线速动保护方法
CN105891676A (zh) * 2016-04-12 2016-08-24 上海交通大学 电流相关性的柔性高压直流线路保护方法
CN106505536A (zh) * 2016-11-22 2017-03-15 三峡大学 一种基于分布参数模型下利用电流突变特性的特高压直流线路保护方法
CN107238778A (zh) * 2016-07-18 2017-10-10 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种识别直流牵引网故障电流的方法和系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013013384A1 (zh) * 2011-07-26 2013-01-31 西安交通大学 一种识别高压直流输电线路区内、外故障的单端电气量全线速动保护方法
CN105891676A (zh) * 2016-04-12 2016-08-24 上海交通大学 电流相关性的柔性高压直流线路保护方法
CN107238778A (zh) * 2016-07-18 2017-10-10 广东电网有限责任公司佛山供电局 一种识别直流牵引网故障电流的方法和系统
CN106505536A (zh) * 2016-11-22 2017-03-15 三峡大学 一种基于分布参数模型下利用电流突变特性的特高压直流线路保护方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘剑等: "基于特定频率电流波形特征的高压直流线路故障判别方法", 《电工技术学报》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111030062A (zh) * 2019-12-06 2020-04-17 中国电力科学研究院有限公司 一种区分平波电抗器内外故障的高压直流输电线路保护方法及装置
CN111030062B (zh) * 2019-12-06 2022-08-30 中国电力科学研究院有限公司 一种区分平波电抗器内外故障的高压直流输电线路保护方法及装置
CN114243657A (zh) * 2021-12-16 2022-03-25 上海海事大学 直流输电线路单端量快速保护方法
CN114243657B (zh) * 2021-12-16 2024-02-09 上海海事大学 直流输电线路单端量快速保护方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108321776B (zh) 2019-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102255293B (zh) 一种识别高压直流输电线路区内、外故障的单端电气量全线速动保护方法
CN104267311B (zh) 一种同塔双回线路故障选相方法
US11435409B2 (en) Temporary overvoltage and ground fault overvoltage protection based on arrester current measurement and analysis
CN107069682B (zh) 一种基于直流控制系统的高压直流输电线路后备保护方法
CN104377667B (zh) 基于边界能量的高压直流线路纵联保护方法
CN104953568A (zh) 一种柔性直流输电系统的故障保护方法
CN107765077B (zh) 一种励磁涌流识别方法及识别装置
CN1902798A (zh) 用于变压器或电力线中的故障检测的方法和设备
CN111769528B (zh) 一种交直流混联电网交流线路距离保护方法及系统
CN111948491B (zh) 基于暂态信号的有源配电网多端量故障识别方法及系统
CN102522733B (zh) 一种利用直流滤波器电流的高压直流输电全线速动保护方法
CN108321776B (zh) 基于特定频段电流的特高压直流线路保护方法
CN110794340B (zh) 一种高压架空线的断线保护方法及电路
CN104319737A (zh) 用于双馈式风场送出变压器的差动保护配置方法及装置
CN109378803B (zh) 一种应对采样数据异常的高压线路纵联保护方法及系统
CN112952775B (zh) 一种含分布式光伏电源的配电网电压量保护方法
WO2013007151A1 (zh) 串联电容器装置的控制保护方法、装置与系统
CN107526006B (zh) 一种小电流系统单相接地故障定位方法
CN110927516B (zh) 基于接地变压器分接抽头接地的配电网单相接地故障辨识方法及系统
CN108808634A (zh) 基于平波电抗器电压的高压直流输电线路纵联保护方法
WO2013013384A1 (zh) 一种识别高压直流输电线路区内、外故障的单端电气量全线速动保护方法
KR101416601B1 (ko) 서지 보호기의 열화 감지 장치 및 그 방법
CN102983550B (zh) 一种基于电流比变化量的变压器匝间短路保护方法
CN102035178A (zh) 一种用于变压器励磁涌流闭锁的方法
CN103176083B (zh) 相间干扰对金属氧化物避雷器带电测试影响情况的诊断方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant