CN115498608A - 金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置和设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置、计算机设备、直流输电系统的保护系统和直流输电系统。所述方法包括：在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态；当对极线路处于悬空状态，获取对极线路的电压参数；判断电压参数是否满足预设短路条件；若电压参数满足预设短路条件，则确定单极金属回线状态下本极线路与对极线路之间存在短路故障。采用本方法能够在进入单极金属回线前，实现单极金属回线状态下存在极间短路故障的预先识别，进而限制直流输电系统转换为单极金属回线状态，避免线路极间短路故障产生的故障电流危机设备，从而提高直流输电系统的运行安全性。

Description

金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置和设备

技术领域

本申请涉及高压直流输电技术领域，特别是涉及一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置、计算机设备、直流输电系统的保护系统和直流输电系统。

背景技术

高压直流输电是利用稳定的直流电具有无感抗、无同步等优点，而采用的大功率远距离直流输电。高压直流输电系统有多种运行方式，包括双极大地回线运行、单极大地回线运行、单极金属回线运行。

单极运行时一般采用单极金属回线接线方式。单极金属回线和单极大地回线可在直流不停电的情况下实现在线转换。若在进行单极大地回线至单极金属回线转换前即系统处于单极大地回线运行时，极1、极2线路间存在一永久短路故障，如两极线路间搭接有一短接线，以极1处于运行状态为例，此时极2线路可能处于悬空状态，即使极1与极2之间短路，也无法为故障电流提供故障回路，故在该状态下极1大地回线可稳定运行且无任何告警信号。在这种情况下如果进行单极大地回线至单极金属回线转换后进入到单极金属回线状态，该线路极间短路故障将产生较大的故障电流危机设备及系统安全，从而导致直流停运。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够识别线路极间短路故障，提高直流输电系统运行安全性的金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置、计算机设备、直流输电系统的保护系统和直流输电系统。

第一方面，本申请提供了一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法，用于直流输电系统，所述直流输电系统包括至少两个换流站以及各所述换流站之间的输电线路，所述输电线路包括极1线路和极2线路；所述直流输电系统的接线方式包括单极大地回线和单极金属回线，所述单极大地回线与所述单极金属回线之间可在线转换；所述单极大地回线状态下，处于运行状态的一极线路为本极线路，另一极线路为对极线路。所述方法包括：

在所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断所述对极线路是否处于悬空状态；其中，所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态，或所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中；

当所述对极线路处于悬空状态，获取所述对极线路的电压参数；

判断所述电压参数是否满足预设短路条件；

若所述电压参数满足预设短路条件，则确定在所述单极金属回线状态下时，所述本极线路与所述对极线路之间存在短路故障。

在其中一个实施例中，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压；所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值是否大于短路电压参考值；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

在其中一个实施例中，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压；所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

在其中一个实施例中，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压，所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值的持续时间是否达到预设时长；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

在其中一个实施例中，所述判断所述对极线路处于悬空状态，包括：

判断所述对极线路两侧隔刀及地刀是否均处于分位；若是，则确定所述对极线路处于悬空状态。

在其中一个实施例中，所述确定在所述单极金属回线状态下时，所述本极线路与所述对极线路之间存在短路故障之后，还包括：

若确定所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态下，闭锁所述单极大地回线至所述单极金属回线转换功能；

若确定所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中，终止所述单极大地回线至所述单极金属回线转换。

第二方面，本申请还提供了一种金属回线下线路极间短路的预先识别装置。所述装置包括：

状态分析模块，用于在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态；其中，所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态，或所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中；

电压获取模块，用于当所述对极线路处于悬空状态，获取所述对极线路的电压参数；

故障判断模块，用于判断所述电压参数是否满足预设短路条件；

短路确定模块，用于若所述电压参数满足预设短路条件，则确定在所述单极金属回线状态下时，本极线路与所述对极线路之间存在短路故障。

第三方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

在所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断所述对极线路是否处于悬空状态；其中，所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态，或所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中；

当所述对极线路处于悬空状态，获取所述对极线路的电压参数；

判断所述电压参数是否满足预设短路条件；

若所述电压参数满足预设短路条件，则确定所述单极金属回线状态下所述本极线路与所述对极线路之间存在短路故障。

第四方面，本申请还提供了一种直流输电系统的保护系统。所述保护系统包括采样装置和处理器，所述采样装置连接所述处理器，所述采样装置用于采集直流输电系统处于单极大地回线状态下的所述对极线路的电压参数，并发送至所述处理器，所述处理器用于根据上述的金属回线下线路极间短路的预先识别方法对所述直流输电系统金属回线状态下的线路极间短路进行预先识别。

第五方面，本申请还提供了一种直流输电系统，所述直流输电系统包括至少两个换流站以及各所述换流站之间的输电线路，所述换流站包括如上述的直流输电系统的保护系统。

上述金属回线下线路极间短路的预先识别方法、装置、计算机设备、直流输电系统的保护系统和直流输电系统，在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态；当对极线路处于悬空状态，获取对极线路的电压参数；判断电压参数是否满足预设短路条件；若电压参数满足预设短路条件，则确定单极金属回线状态下本极线路与对极线路之间存在短路故障。从而在进入单极金属回线前，预先识别在单极金属回线状态下会存在的极间短路故障，进而限制直流输电系统转换为单极金属回线状态，避免线路极间短路故障产生的故障电流危机设备，从而提高直流输电系统的运行安全性。

附图说明

图1为双端直流输电系统的电路结构示意图；

图2为一个实施例中金属回线下线路极间短路的预先识别方法的流程示意图；

图3为图1中双端直流输电系统的单极大地回线接线图及电流流向的示意图；

图4为图1中双端直流输电系统的单极金属回线接线图及电流流向的示意图；

图5为图1中双端直流输电系统的单极大地回线下的短路示意图；

图6为图1中双端直流输电系统的单极金属回线下的短路示意图；

图7为另一个实施例中金属回线下线路极间短路的预先识别方法的流程示意图；

图8为一个实施例中金属回线下线路极间短路的预先识别方法的逻辑示意图；

图9为一个实施例中金属回线下线路极间短路的预先识别装置的结构框图；

图10为一个实施例中计算机设备的内部结构图；

图11为一个实施例中直流输电系统的保护系统的结构框图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例提供的金属回线下线路极间短路的预先识别方法，应用于直流输电系统，可以是两端直流输电系统，也可以是多端直流输电系统。直流输电系统包括至少两个换流站以及各换流站之间的输电线路，输电线路包括极1线路和极2线路；直流输电系统的接线方式包括单极大地回线和单极金属回线，单极大地回线与单极金属回线之间可在线转换；单极大地回线状态下，处于运行状态的一极线路为本极线路，另一极线路为对极线路。

以两端直流输电系统为例，参照图1，其包括换流站1、换流站2以及两换流站之间的输电线路，线路分别为极1线路和极2线路。其中站1为整流站，站2为逆变站；Q9为线路隔刀，本极停运隔离时断开线路两侧隔刀Q9以隔离线路；UDL为线路电压测点，图1所示直流输电系统中线路电压测点均位于线路隔刀外侧(线路侧)；Q71为金属连接线隔刀，单极金属回线时需合上对极Q71；MRS为金属回线开关，单极金属回线/单极大地回线转换时，需通过该开关分合金属回线上的电流，Q1、Q3为其两侧隔刀；MRTB为金属回线转换开关，单极大地回线至单极金属回线转换时需通过该开关分合大地回线上的电流，Q4、Q6为其两侧隔刀；HSGS为高速接地开关，单极金属回线运行时接地站(一般为逆变站)需合上该开关为系统提供钳位点；Q5为逆变站接地极母线隔刀，用以连接接地极；Q2为逆变站金属转换母线隔刀用以连接金属连接线。

还需要说明的，各换流站均具有对应的控制保护系统，用于对自身换流站的各参数进行检测，并且各换流站的控制保护系统间可以进行通信，从而完成对直流输电系统的运行控制。该金属回线下线路极间短路的预先识别方法具体用于单极大地回线状态下的送端换流站(如图1中的站1)，该送端换流站在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路与各换流站是否断开；其中，直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：直流输电系统处于单极大地回线状态，或直流输电系统处于单极大地回线至单极金属回线转换过程中；当对极线路与各换流站断开，获取对极线路的电压参数；判断电压参数是否满足预设短路条件；若电压参数满足预设短路条件，则确定单极金属回线状态下本极线路与对极线路之间存在短路故障。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法，以该方法应用于图1中的站1为例进行说明，包括以下步骤：

步骤100，在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态。

可以理解的，直流输电系统处于单极运行时包括单极大地回线状态、单极金属回线状态、单极大地回线至单极金属回线转换过程中以及单极金属回线至单极大地回线转换过程中四种状态。本实施例中，主要对金属回线下线路极间短路的预先识别，因此只考虑未进入非单极金属回线状态的两种状态，即直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：直流输电系统处于单极大地回线状态或直流输电系统处于单极大地回线至单极金属回线转换过程中。

单极大地回线接线图及电流流向如图3所示(以极1为例)，单极大地回线下站1合上MRTB及其两侧隔刀，双极Q71、MRS及其两侧隔刀均处于分位，合上极1线路隔刀Q9；站2合上接地极母线隔刀Q5，双极Q71、Q2均处于分位，合上极1线路隔刀Q9。极2线路两侧隔刀Q9均处于分位，极2线路处于隔离状态。

单极金属回线接线图及电流流向如图4(仍以极1为例)，单极金属回线下站1合上MRS及其两侧隔刀、对极Q71，本极Q71、MRTB及其两侧隔刀均处于分位，合上极1线路隔刀Q9；站2合上转换母线隔刀Q2、对极Q71，本极Q71、Q5均处于分位，合上HSGS作为系统钳位点，合上极1线路隔刀Q9。极2线路两侧隔刀Q9均处于分位，极2线路与极2之间相互隔离，但极2线路有电流流过处于运行状态。

若在进行单极大地回线至单极金属回线转换前，即系统处于单极大地回线(以极1为例)运行时极1、极2线路间存在一永久短路故障，如两极线路间搭接有一短接线。由于极1大地回线下极2线路两侧隔刀处于分位，且为进行单极大地回线至单极金属回线转换极2线路地刀均为分位，即此时极2线路悬空，无法为故障电流提供故障回路，故在该状态下极1大地回线可稳定运行且无任何告警信号。系统接线如图5所示，即使此时线路极间短路，由于此时极2悬空，无法形成电流通路，故电流流向仍与正常运行时的大地回线一直，此时系统无任何异常及告警，可正常运行并进行单极大地回线至单极金属回线转换。如果在这种情况下完成单极大地回线至单极金属回线转换后，即在单极金属回线下形成极间短路，如图6所示，单极金属回线下极2线路已与两站形成电流通路，构成短路故障，此时将产生较大的故障电流危及设备及系统安全，从而导致直流停运。

其中，判断对极线路是否处于悬空状态具体包括：判断对极线路两侧隔刀及地刀是否均处于分位；若是，则确定对极线路处于悬空状态。仍以图3为例，极1即为本极线路，极2为对极线路，对极线路两侧隔刀即极2两侧隔刀Q9，地到即为极2的接地刀闸(未示出)。

由于对极线路处于悬空状态时获取到的对极线路的电压参数将不受其两侧线路及换流站的影响，此时得到的对极线路的电压参数可以真实地反应出此时对极电路的状态。而在单极大地回线状态下，对极线路两侧隔刀及地刀可能均处于分位，也可能不全处于分位，因此需要对两侧隔刀及地刀状态进行判断。

步骤200，当对极线路处于悬空状态，获取对极线路的电压参数。

若此时对极线路未处于悬空状态，则需要通过控制对极线路两侧的隔刀处于分位，使极线路完全与各换流站断开，再获取对极线路的电压参数。具体的，各换流站的控制保护系统还包括相互通信的极1的控保系统和极2的控保系统，以图3所示实施例为例，该金属回线下线路极间短路的预先识别方法具体用于站1极1的控保系统，通过极2的控保系统获取站1极2线路的电压参数；通过其它换流站对应的极的控保系统获取其它站对应极的电压参数。

对极线路的电压参数可以不唯一。在一实施例中，单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，对极线路的电压参数包括本站对极线路电压。本站对极线路电压即当前送端换流站对极线路电压，仍以图3为例，本站对极线路电压即为站1的极2电压。

在另一实施例中，对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压。其余换流站具体指在运行状态下的其余换流站，仍以图3为例，其余换流站对极线路电压即为站2的极2电压。

步骤300，判断电压参数是否满足预设短路条件。

步骤400，若电压参数满足预设短路条件，则确定在单极金属回线状态下时，本极线路与对极线路之间存在短路故障。

在一实施例中，对极线路的电压参数包括本站对极线路电压；步骤300包括：判断本站对极线路电压的绝对值是否大于短路电压参考值；若是，则确定电压参数满足预设短路条件。

以图5所示实施例的工况为例，虽然单极大地回线下的极间短路无法形成电流通路且极1电压基本无变化，控制保护系统无法按照常规故障情况下检测故障电流、电压变化来识别该故障，但由于线路电压测点UDL位于线路隔刀外侧，单极大地回线下发生极间短路(金属性)时极2线路电压会被抬升到与极1线路电压基本一致，即使是经过渡电阻短路，极2线路电压也会有一定程度的抬升。正常情况下极1单极大地时极2线路电压等于零，故可通过检测极2线路电压的异常抬升来识别极间短路故障。

其中，短路电压参考值可以结合实际情况进行设置，考虑到正常运行情况下本极线路在对极悬空线路上的感应电压，短路电压参考值可以设为0.05p.u.，p.u.表示标幺值，特压直流输电系统中，1p.u.可以等于800KV。

判断本站对极线路电压的绝对值是否大于短路电压参考值，主要判断对极悬空线路的电压是由于短路引起的还是感应电压。若本站对极线路电压的绝对值小于或等于短路电压参考值，则认为对极悬空线路的电压是感应电压；若本站对极线路电压的绝对值大于短路电压参考值，则确定两极间出现了短路。

在另一实施例中，对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压，步骤300可以包括：判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；若是，则确定电压参数满足预设短路条件。

可以理解的，本站对极线路电压是由本站的控制保护系统测得的，若本站的控制保护系统测量异常，得到的本站对极线路电压与本站对极线路电压的实际值之间会存在一定的偏差，若仅基于本站对极线路电压的绝对值的大小进行极间短路故障识别，很可能得到不准确的识别结果。

步骤300还可以包括：判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值的持续时间是否达到预设时长。

具体的，判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；当本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值时，以预设时长开始计时；判断计时达到预设时长的过程中，本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否持续大于短路电压参考值，本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都持续大于短路电压参考值即表示本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值达到预设时长。

从而避免因干扰等因素导致对极线路电压的绝对值短时升高影响识别结果，其中，预设时长可以结合实际情况进行设置，例如，为100毫秒至500毫秒。

本实施例中，通过获取在运行状态的其余换流站的控制保护系统测得的其余换流站对极线路电压，并判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；如果都大于短路参考电压，才认为对极线路电压确实因短路故障被抬升。

当直流输电系统为多端直流输电系统时，其余换流站的数量为多个，那么可以基于直流输电系统的拓扑结构，选择一定数量的换流站的测得的其余所有换流站对极线路电压参数；也可以选择其余所有换流站的对极线路电压参数，不需要限定。

进一步的，若各换流站对极线路电压的绝对值不全都大于短路电压参考值，则必然是某个换流站检测对极电压时出现了异常，此时，可以发出警报，以提醒操作人员进行故障排除。

上述金属回线下线路极间短路的预先识别方法，在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路与各换流站是否断开；当对极线路与各换流站断开，获取对极线路的电压参数；判断电压参数是否满足预设短路条件；若电压参数满足预设短路条件，则确定单极金属回线状态下本极线路与对极线路之间存在短路故障。从而在进入单极金属回线前，实现单极金属回线状态下存在极间短路故障的识别，进而限制直流输电系统转换为单极金属回线状态，避免线路极间短路故障产生的故障电流危机设备，从而提高直流输电系统的运行安全性。

在一个实施例中，如图7所示，步骤400之后还包括步骤500。

步骤500：若确定直流输电系统处于单极大地回线状态下，闭锁单极大地回线至单极金属回线转换功能；若确定直流输电系统处于单极大地回线至单极金属回线转换过程中，终止单极大地回线至单极金属回线转换。

本实施例中，通过限制直流输电系统转换为单极金属回线状态，避免在转换完成进入单极金属回线状态后线路极间短路故障导致闭锁直流，避免直流的非计划停运，从而提高系统运行的安全性。

为了便于理解本申请的各个实施例，下面结合具体方案对本申请进行详细的解释说明。当前换流站的控制保护系统中，无任何策略可识别单极大地回线下对极线路悬空(线路两端接地刀闸断开)时的线路极间短路故障，在进行单极大地回线至单极金属回线转换前的线路极间短路故障可稳定存在且不影响系统运行，而在这种情况下进行单极大地回线至单极金属回线转换后进入到单极金属回线时该线路极间短路故障会导致直流闭锁。当期控保策略中，当直流输电系统完全进入金属回线后线路极间短路会导致保护动作闭锁直流。本申请提供的金属回线下线路极间短路的预先识别方法，通过在单极大地回线下检测对极线路电压的抬升来预先识别单极金属回线状态下线路极间短路故障，在检测到线路极间短路故障时限制线路切换为单极金属回线，从而避免直流的非计划停运。

具体的，对如图5所示的各线路电压测点位于线路隔刀外侧的直流输电系统进行识别，参照图8，单极大地回线下(包括单极大地回线至单极金属回线转换过程中)，对极线路(UDL_op表示对极线路电压)悬空时，即线路两侧隔刀及接地刀闸均断开，若对极线路(UDL_op_ost表示对极对站线路电压)电压绝对值大于0.05p.u.，且对极对站线路电压绝对值大于0.05p.u.(站间通讯异常时对极对站线路电压不列入判断条件)，上述四个条件满足后闭锁大地/金属回线转换功能，若已处于转换过程中则终止单极大地回线至单极金属回线转换过程。从而通过在转换为金属回线状态前，提前识别已存在的线路极间短路，避免在转换完成进入单极金属回线后线路极间短路故障导致闭锁直流。

应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

基于同样的发明构思，本申请实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的金属回线下线路极间短路的预先识别方法的金属回线下线路极间短路的预先识别装置。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个金属回线下线路极间短路的预先识别装置实施例中的具体限定可以参见上文中对于金属回线下线路极间短路的预先识别方法的限定，在此不再赘述。

在一个实施例中，如图9所示，提供了一种金属回线下线路极间短路的预先识别装置，包括：状态分析模块10、电压获取模块20、故障判断模块30和短路确定模块40，其中：

状态分析模块10，用于在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态；其中，直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：直流输电系统处于单极大地回线状态，或直流输电系统处于单极大地回线至单极金属回线转换过程中。

电压获取模块20，用于当对极线路与处于悬空状态，获取对极线路的电压参数。

故障判断模块30，用于判断电压参数是否满足预设短路条件。

短路确定模块40，用于若电压参数满足预设短路条件，则确定在单极金属回线状态下时，本极线路与对极线路之间存在短路故障。

在一个实施例中，故障判断模块30，用于判断本站对极线路电压的绝对值是否大于短路电压参考值；若是，则确定电压参数满足预设短路条件。

在一个实施例中，故障判断模块30，用于判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；若是，则确定电压参数满足预设短路条件。

在一个实施例中，故障判断模块30，用于判断本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值的持续时间是否达到预设时长；若是，则确定电压参数满足预设短路条件。

在一个实施例中，状态分析模块10，用于判断对极线路两侧隔刀及地刀是否均处于分位；若是，则确定对极线路处于悬空状态。

在一个实施例中，短路确定模块40，用于若确定直流输电系统处于单极大地回线状态下，闭锁单极大地回线至单极金属回线转换功能；若确定直流输电系统处于单极大地回线至单极金属回线转换过程中，终止单极大地回线至单极金属回线转换。

上述金属回线下线路极间短路的预先识别装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括处理器、存储器、输入/输出接口、通信接口、显示单元和输入装置。其中，处理器、存储器和输入/输出接口通过系统总线连接，通信接口、显示单元和输入装置通过输入/输出接口连接到系统总线。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质和内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的输入/输出接口用于处理器与外部设备之间交换信息。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过WIFI、移动蜂窝网络、NFC(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法。该计算机设备的显示单元用于形成视觉可见的画面，可以是显示屏、投影装置或虚拟现实成像装置。显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。

本领域技术人员可以理解，图10中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现实现上述各方法实施例中的步骤。

在一个实施例中，提供了一种直流输电系统的保护系统，如图11所示，该直流输电系统的保护系统700包括采样装置71和处理器72，采样装置71连接处理器72，采样装置71用于采集直流输电系统600处于单极大地回线状态下的对极线路的电压参数，并发送至处理器72，处理器72用于根据上述各实施例的金属回线下线路极间短路的预先识别方法对直流输电系统600在金属回线状态下线路极间短路进行预先识别。进而在识别出短路故障时，限制直流输电系统600转换为单极金属回线状态，避免线路极间短路产生的故障电流危机设备，从而提高直流输电系统600的运行安全性。

在一个实施例中，提供了一种直流输电系统，该直流输电系统包括至少两个换流站以及各换流站之间的输电线路，换流站包括保护系统，保护系统可以参照上述实施例进行设置，不再赘述。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种金属回线下线路极间短路的预先识别方法，其特征在于，用于直流输电系统，所述直流输电系统包括至少两个换流站以及各所述换流站之间的输电线路，所述输电线路包括极1线路和极2线路；所述直流输电系统的接线方式包括单极大地回线和单极金属回线，所述单极大地回线与所述单极金属回线之间可在线转换；所述单极大地回线状态下，处于运行状态的一极线路为本极线路，另一极线路为对极线路；所述方法包括：

在所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断所述对极线路是否处于悬空状态；其中，所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态，或所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中；

当所述对极线路处于悬空状态，获取所述对极线路的电压参数；

判断所述电压参数是否满足预设短路条件；

若所述电压参数满足预设短路条件，则确定在所述单极金属回线状态下时，所述本极线路与所述对极线路之间存在短路故障。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压；所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值是否大于短路电压参考值；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压；所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值是否都大于短路电压参考值；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述单极大地回线状态下，当前送端换流站为本站，所述对极线路的电压参数包括本站对极线路电压和其余换流站对极线路电压；所述判断所述电压参数是否满足预设短路条件，包括：

判断所述本站对极线路电压的绝对值和其余换流站对极线路电压的绝对值都大于短路电压参考值的持续时间是否达到预设时长；若是，则确定所述电压参数满足预设短路条件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述判断所述对极线路处于悬空状态，包括：

判断所述对极线路两侧隔刀及地刀是否均处于分位；若是，则确定所述对极线路处于悬空状态。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的方法，其特征在于，所述确定在所述单极金属回线状态下时，所述本极线路与所述对极线路之间存在短路故障之后，还包括：

若确定所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态下，闭锁所述单极大地回线至所述单极金属回线转换功能；

若确定所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中，终止所述单极大地回线至所述单极金属回线转换。

7.一种金属回线下线路极间短路的预先识别装置，其特征在于，所述装置包括：

状态分析模块，用于在直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态下，判断对极线路是否处于悬空状态；其中，所述直流输电系统处于单极运行且非单极金属回线状态包括：所述直流输电系统处于所述单极大地回线状态，或所述直流输电系统处于所述单极大地回线至所述单极金属回线转换过程中；

电压获取模块，用于当所述对极线路处于悬空状态，获取所述对极线路的电压参数；

故障判断模块，用于判断所述电压参数是否满足预设短路条件；

短路确定模块，用于若所述电压参数满足预设短路条件，则确定在所述单极金属回线状态下时，本极线路与所述对极线路之间存在短路故障。

8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

9.一种直流输电系统的保护系统，其特征在于，包括采样装置和处理器，所述采样装置连接所述处理器，所述采样装置用于采集直流输电系统处于单极大地回线状态下的所述对极线路的电压参数，并发送至所述处理器，所述处理器用于根据权利要求1至6中任一项所述的方法对所述直流输电系统金属回线状态下线路极间短路进行预先识别。

10.一种直流输电系统，所述直流输电系统包括至少两个换流站以及各所述换流站之间的输电线路，其特征在于，所述换流站包括权利要求9所述的保护系统。

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