CN112653103A - 一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法及系统，属于电力系统及其自动化技术领域。本发明方法，包括：针对于柔直输电系统的三相故障，当出现三相故障时，且失灵保护启动后，负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件时；确定负序电流和负序电压的值，当确定负序电流和负序电压的值大于定值时，确定三相的失灵保护电压值；确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。本发明与传统的断路器失灵保护判据相比，柔性直流电网联网运行时三相跳闸启失灵能够正确动作。

Description

一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法及系统
技术领域
本发明涉及电力系统及其自动化技术领域，并且更具体地，涉及一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法及系统。
背景技术
基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter，MMC)的柔性直流输电技术能够解决常规直流存在换相失败风险的问题，同时由于其具有控制方式更为灵活，无功需求较小且无需滤波等优势而受到广泛关注。柔性直流换流站以输出参考有功功率和无功功率为目的，PCC点电压基本由交流系统决定，通过内外环控制可将换流站控制目标转变为通过控制换流站输出电压的幅值和相位实现输出电流的幅值和相位追踪参考电流的幅值和相位。
在柔直侧电网发生故障后，故障电流快速上升，将严重危及系统中的相关电气设备，因此柔性直流在内外环控制中均采用限幅控制器，以保证系统的安全可靠运行。当其交流侧发生不对称故障时，将使得交流电压不再是三相对称的，由交流故障分析可知，该情况下将存在负序电压分量。然而，负序电压作用在换流器则会在换流器的阀侧产生负序电流。该负序电流叠加在直流系统中将会造成较大的故障过电流，使得换流站快速闭锁，严重情况下还可能损坏功率元件。因此，滤除负序电流分量对于换流站的安全运行是十分重要的。
断路器失灵保护是后备保护，它是在故障后断路器失灵导致故障不能隔离的情况下，跳开与失灵断路器相邻的断路器实现故障隔离，断路器失灵保护主要依赖电流量判据实现失灵判别，而电流量的变化与柔性直流控制策略相关，目前的研究中均未见到柔性直流电网交流系统故障时断路器失灵保护适应性分析，因此需要研究对断路器失灵保护的影响及对策。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法，包括：
针对于柔直输电系统的三相故障，当出现三相故障时，且失灵保护启动后，负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件时；
确定负序电流和负序电压的值，当确定负序电流和负序电压的值大于定值时，确定三相的失灵保护电压值；
确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
可选的，方法还包括：
确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件。
可选的，方法还包括：
启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入。
本发明还提出了一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护系统，包括：
初始化模块，针对于柔直输电系统的三相故障，确定柔直输电系统出现三相故障时，且失灵保护启动后，确定负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件；
判断模块，采集负序电流和负序电压的值，确定负序电流和负序电压的值大于定值时，采集三相的失灵保护电压值；
保护模块，确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
可选的，判断模块还用于：
确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件。
可选的，初始模块还用于：
在启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入。
本发明与传统的断路器失灵保护判据相比，柔性直流电网联网运行时三相跳闸启失灵能够正确动作。
附图说明
图1为本发明一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法的流程图；
图2为本发明一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法的原理图；
图3为本发明一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护系统的结构图。
具体实施方式
现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。
除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
针对上述问题，本发明提出了一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法，包括：
启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入；
针对于柔直输电系统的三相故障，当出现三相故障时，且失灵保护启动后，负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件时；
确定负序电流和负序电压的值，当确定负序电流和负序电压的值大于定值时，确定三相的失灵保护电压值，确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件；
确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
本发明还提出了一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护系统200，包括：
初始化模块201，在启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入。
针对于柔直输电系统的三相故障，确定柔直输电系统出现三相故障时，且失灵保护启动后，确定负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件；
判断模块202，采集负序电流和负序电压的值，确定负序电流和负序电压的值大于定值时，采集三相的失灵保护电压值；确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件。
保护模块203，确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
本发明与传统的断路器失灵保护判据相比，柔性直流电网联网运行时三相跳闸启失灵能够正确动作。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。本申请实施例中的方案可以采用各种计算机语言实现，例如，面向对象的程序设计语言Java和直译式脚本语言JavaScript等。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护方法，所述方法包括：
针对于柔直输电系统的三相故障，当出现三相故障时，且失灵保护启动后，负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件时；
确定负序电流和负序电压的值，当确定负序电流和负序电压的值大于定值时，确定三相的失灵保护电压值；
确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
2.根据权利去要求1所述的方法，所述方法还包括：
确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：
启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入。
4.一种适用于柔直输电系统的断路器失灵保护系统，所述系统包括：
初始化模块，针对于柔直输电系统的三相故障，确定柔直输电系统出现三相故障时，且失灵保护启动后，确定负序电流和负序电压均不满足失灵保护的条件；
判断模块，采集负序电流和负序电压的值，确定负序电流和负序电压的值大于定值时，采集三相的失灵保护电压值；
保护模块，确定三相的失灵保护电压值的任意一相的失灵保护电压值大于定值时，启动失灵保护。
5.根据权利去要求4所述的系统，所述判断模块还用于：
确定负序电流和负序电压的值大于定值时，同时采集失灵零序电流和失灵保护相电流，确定失灵零序电流大于失灵零序电流定值和确定失灵保护相电流大于失灵保护相电流定值，同时低功率因数满足预设条件。
6.根据权利要求4所述的系统，所述初始模块还用于：
在启动失灵保护前，确定柔直输电系统，三相的任意一相的跳闸开入，或突变量或零序电流启动；
确定保护三相跳闸开入。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113258563A (zh) * 2021-04-27 2021-08-13 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 柔直孤岛接入的交流电网继电保护灵敏度确定方法及装置
CN114256817A (zh) * 2021-12-01 2022-03-29 国网河南省电力公司电力科学研究院 断路器失灵保护防误动改进方法及系统
CN114966323A (zh) * 2022-06-23 2022-08-30 中国电力科学研究院有限公司 一种基于全时域突变信息的故障识别方法及系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103618296A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 国家电网公司 断路器失灵保护闭锁方法
CN105162092A (zh) * 2015-08-27 2015-12-16 南京南瑞继保电气有限公司 远方跳闸保护故障就地判别方法
CN111641193A (zh) * 2020-05-19 2020-09-08 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种自适应双母线失灵保护方法及装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103618296A (zh) * 2013-12-06 2014-03-05 国家电网公司 断路器失灵保护闭锁方法
CN105162092A (zh) * 2015-08-27 2015-12-16 南京南瑞继保电气有限公司 远方跳闸保护故障就地判别方法
CN111641193A (zh) * 2020-05-19 2020-09-08 国网河南省电力公司电力科学研究院 一种自适应双母线失灵保护方法及装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113258563A (zh) * 2021-04-27 2021-08-13 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 柔直孤岛接入的交流电网继电保护灵敏度确定方法及装置
CN113258563B (zh) * 2021-04-27 2022-07-12 国网冀北电力有限公司电力科学研究院 柔直孤岛接入的交流电网继电保护灵敏度确定方法及装置
CN114256817A (zh) * 2021-12-01 2022-03-29 国网河南省电力公司电力科学研究院 断路器失灵保护防误动改进方法及系统
CN114256817B (zh) * 2021-12-01 2023-08-18 国网河南省电力公司电力科学研究院 断路器失灵保护防误动改进方法及系统
CN114966323A (zh) * 2022-06-23 2022-08-30 中国电力科学研究院有限公司 一种基于全时域突变信息的故障识别方法及系统
CN114966323B (zh) * 2022-06-23 2023-06-02 中国电力科学研究院有限公司 一种基于全时域突变信息的故障识别方法及系统

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