SE512084C2 - Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system - Google Patents

Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system

Info

Publication number
SE512084C2
SE512084C2 SE9801906A SE9801906A SE512084C2 SE 512084 C2 SE512084 C2 SE 512084C2 SE 9801906 A SE9801906 A SE 9801906A SE 9801906 A SE9801906 A SE 9801906A SE 512084 C2 SE512084 C2 SE 512084C2
Authority
SE
Sweden
Prior art keywords
difference
signal
difference signals
criterion
wave signal
Prior art date
Application number
SE9801906A
Other languages
Swedish (sv)
Other versions
SE9801906L (en
SE9801906D0 (en
Inventor
Gudmundur Arnljotsson
Original Assignee
Abb Ab
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 Abb Ab filed Critical Abb Ab
Priority to SE9801906A priority Critical patent/SE512084C2/en
Publication of SE9801906D0 publication Critical patent/SE9801906D0/en
Priority to EP99930026A priority patent/EP1092256A1/en
Priority to PCT/SE1999/000900 priority patent/WO1999063641A1/en
Publication of SE9801906L publication Critical patent/SE9801906L/en
Publication of SE512084C2 publication Critical patent/SE512084C2/en

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/36—Arrangements for transfer of electric power between ac networks via a high-tension dc link
    • 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
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60—Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
  • Locating Faults (AREA)

Abstract

A method and a device for detection of a fault on a transmission line in a bipolar HVDC installation where, on the basis of the current and voltage of each pole and the impedance of the transmission lines and the ground line, one positive and one negative pole-wave signal and one ground-wave signal are formed and that one first and one second difference signal are formed as the difference between two consecutive samples of the pole-wave signals and that a fault is detected if a first criterion, namely if any of the difference signals is greater than a set value, is fulfilled, and if a second criterion, namely if the numerical value of the difference between the difference signals is smaller than the product of the greatest of the difference signals and a set factor, is fulfilled, and if a third criterion, namely that a ground-wave signal has been detected, is fulfilled.

Description

.í._..._._ .. ..._- l. 10 15 20 25 30 35 40 45 t,512 984 ” ' ' 2 eller “en pol” som kan vara luftlinje, en jordkabel eller sjölagd kabel. På mottagarsidan finns en motsvarande strömriktarstation med ñlter 8, glättningsreaktor 9 och en strömriktare 10 som arbetar som en inverter. Via transformatorerna ll och 12 kan den överförda HVDC-effekten sedan omvandlas till vanlig trefas växelspänning för matning av ett AC-ställverk 13. Likströmmen leds tillbaka genom jord eller sjö och ansluts till respektive station via jordelektroder 14 ochl5. Kraftöverförin g kan ske i båda riktningama. .í ._..._._ .. ..._- l. 10 15 20 25 30 35 40 45 t, 512 984 ”'' 2 or "a pole" which may be an overhead line, a ground cable or a submarine cable. On the receiving side there is a corresponding converter station with ñlter 8, smoothing reactor 9 and one converter 10 which acts as an inverter. Via the transformers 11 and 12 it can transmitted HVDC power is then converted to normal three-phase AC voltage for supply of an AC switchgear 13. The direct current is led back through earth or lake and connected to respective station via ground electrodes 14 and 15. Power transmission can take place in both the directions.

Ett bipolärt överföringssystem framgår av ñgur 2 och består i huvudsak av två balanserade monopolära överföringssystem. Ett sådant system kommer bl a till användning för att öka både kapacitet och tillgänglighet och då jordströmmen måste begränsas eller av olika skäl inte tillåtes få förekomma. För att förenkla beskrivningen används i figur 2 samma hänvisningssiffror för de olika delarna som i figur 1 kompletterad med ett “a” för det ena av de två monopolära överföringssystemen och med ett “b” för det andra systemet. Som ett exempel anges det ena systemets överföringslinje med 7a och det andra systemets överföringslinje med 7b. Båda polerna har samma märkspänning med motsatt tecken. Detta innebär att man har nollpotential mellan de båda strömriktama 4a och 4b respektive mellan de båda invertema lOa och 10b. Dessa båda nollpotentialpunkter kopplas till jord via elektrodema 14 och 15 och bildar således en möjlig jordledning för en eventuell skillnadsström mellan de båda överföringslinjema.A bipolar transmission system is shown in Figure 2 and consists mainly of two balanced monopolar transmission systems. Such a system will be created, among other things use to increase both capacity and availability and when the ground current must restricted or for various reasons not allowed to occur. To simplify the description In Figure 2, the same reference numerals are used for the different parts as in Figure 1 supplemented by an "a" for one of the two monopolar transmission systems and by a “b” for the other system. As an example, the transmission line of one system is given with 7a and the transmission line of the other system with 7b. Both poles have the same rated voltage with opposite sign. This means that you have zero potential between them both inverters 4a and 4b respectively between the two inverters 10a and 10b. These both zero potential points are connected to ground via electrodes 14 and 15 and thus form a possible earth line for a possible differential current between the two transmission lines.

En skillnadsström uppträder då man har obalanserad drift eller då ett fel har uppstått på någon av överföringslinjema.A differential current occurs when you have unbalanced operation or when an error has occurred any of the transmission lines.

En sammanfattning av teknikens ståndpunkt när det gäller att detektera fel på HVDC- överföringslinjer finns beskrivet bl a i en publikation “Line Fault Detection for HVDC Overhead Lines” från TAMPERE UNIVERSITY OF THECNOLOGI, Diploma thesis, av Järvi, Seppo, publicerad 1989-05-31, p 9 -12 och p 72 - 76.A summary of the state of the art regarding the detection of errors on HVDC transmission lines are described in a publication “Line Fault Detection for HVDC Overhead Lines ”from TAMPERE UNIVERSITY OF THECNOLOGY, Diploma thesis, by Järvi, Seppo, published 1989-05-31, p 9 -12 and p 72 - 76.

Den ursprungliga tekniken bestod i att man registrerade både ström och spänning efter glättningsreaktorema i den ena eller båda strömriktarstationerna. Ett typiskt linjefel, t ex en kortslutning, innebär att det uppstår ett spänningsfall och en strömökning. Problem som uppstår om man förfar på detta sätt är att man har svårt att diskriminera mellan ett linjefel, externt fel eller en annan stöming och att detekteringen tar, relativt sett, lång tid.The original technology consisted of recording both current and voltage after the smoothing reactors in one or both converter stations. A typical line error, e.g. a short circuit, means that there is a voltage drop and a current increase. Problem which arises if one behaves in this way is that one finds it difficult to discriminate between one line error, external error or another disturbance and that the detection takes, relatively speaking, a long time.

Nästa steg i den tekniska utvecklingen när det gäller detektering av fel på HVDC- överföringslinjer var att man införde både ett derivata -, ett nivå- och vissa tidskriterier enligt följande: Om derivatan av linjespänningen översteg ett visst referensvärde under en given tid och om linjespänningen understeg ett visst referensvärde under en given tid så uppfattades detta som ett fel på överföringslinjen.The next step in the technical development of HVDC fault detection transmission lines were that both a derivative, a level and certain time criteria were introduced as follows: If the derivative of the line voltage exceeded a certain reference value during a given time and if the line voltage was below a certain reference value for a given time so this was perceived as an error on the transmission line.

Då ett fel uppstår på en överföringslinje uppstår s k vandringsvågor som utbreder sig åt båda håll sett från felstället. När dessa vågor träffar en station reflekteras vandringsvågoma och kan på detta sätt studsa fram och tillbaka. Sådana vandringsvågor 10 15 20 25 30 35 40 45 5 123134 uppstår både på AC- och DC-överföringslinjer och har sedan flera decennier utnyttjats för detektering och fellokalisering på kraftlinjer.When an error occurs on a transmission line, so-called traveling waves occur which propagate to both sides seen from the wrong place. When these waves hit a station is reflected the traveling waves and can bounce back and forth in this way. Such traveling waves 10 15 20 25 30 35 40 45 5 123134 occurs on both AC and DC transmission lines and has been used for several decades detection and fault location on power lines.

En metod som använder vandringsvågoma för detta ändamål på AC-överföringslinjer beskrivs i US 4,7l9,980, “Detection and Location of a Fault Point based on a Travelling Wave Model of the High Voltage Transmission Line".A method that uses the travel waves for this purpose on AC transmission lines described in US 4,7l9,980, “Detection and Location of a Fault Point based on a Traveling Wave Model of the High Voltage Transmission Line ".

I en artikel “Development and Field Data Evaluation of Single-end Fault Locator for Two-terminal HVDC Transmission Lines” publicerad i IEEE Trans on Power Apparatus and Systems v PAS-104 n12 Dec 1985, p 3531-3537 beskrivs en teknik baserad på vandringsvågor för fellokalisering i ett bipolärt HVDC-system. Tekniken utnyttjar succesiva reflektioner från felet samt från överföringslinjemas ändar.In an article “Development and Field Data Evaluation of Single-end Fault Locator for Two-terminal HVDC Transmission Lines ”published in IEEE Trans on Power Apparatus and Systems v PAS-104 n12 Dec 1985, p 3531-3537 describes a technique based on traveling waves for fault localization in a bipolar HVDC system. Technology uses successive reflections from the error as well as from the ends of the transmission lines.

En HVDC-överföringslinje besitter både kapacitiva, induktiva och resistiva egenskaper.An HVDC transmission line possesses both capacitive, inductive and resistive properties.

Då ett fel uppträder på en sådan linje kommer ändringen i ström och spänning att vara betingad dels av linjens impedanser och dels av de vandringsvågor som uppträder.When a fault occurs on such a line, the change in current and voltage will be conditioned partly by the impedances of the line and partly by the traveling waves that occur.

Genom studium av vandringsvågors frekvens och utbredningshastighet kan man konstatera att för att någotsånär rätt kunna mäta ström och spänningsförlopp i samband med att ett fel har uppstått, behövs mätning med en samplingsfrekvens på ca 15 - 20 kHz.By studying the frequency and propagation speed of migratory waves, one can state that in order to be able to measure current and voltage profile in connection in some way correctly with an error occurring, measurement with a sampling frequency of approx. 15 - 20 kHz is required.

Mätning och registrering av ström- och spänningsförlopp, mätt med en relativt låg samplingsfrekvens, kommer således inte att korrekt ange de verkliga förloppen innefattande de vandringsvågor som kommer att uppträda.Measurement and registration of current and voltage profile, measured with a relatively low sampling frequency, will thus not correctly indicate the actual processes including the migration waves that will occur.

I nämnda Diploma thesis, av Järvi, Seppo, redovisas en feldetektering på ett bipolärt överföringssystem med ett blockschema enligt figur 3. Det förutsättes här att ström- och spänningsmätnin gen sker på ett sådant sätt att uppträdande vandringsvågor innefattas i mätningen. Detta innebär i sin tur att relevanta värden på ström- och spänningsderivata kan erhållas. Det generella kriteriet för att ett fel har inträffat består i att k, dI/dt - k; dU/dt > k; där konstantema är positiva och anläggningsbetingade. Rent praktiskt tillkommer enligt bilaga 3 viss nivådiskriminering, tidsfördröjning och kontroll med avseende på icke felbehäftad överföringslinje.In the said Diploma thesis, by Järvi, Seppo, an error detection is reported on a bipolar transmission system with a block diagram according to figure 3. It is assumed here that current and the voltage measurement takes place in such a way that occurring traveling waves are included in the measurement. This in turn means that relevant values of current and voltage derivatives can be obtained. The general criterion for an error occurring is that k, dI / dt - k; dU / dt> k; where the constants are positive and plant-related. In practical terms, according to Annex 3 certain level discrimination, time delay and control with respect to non faulty transmission line.

RITNHVGSFÖRTECKNING Figur 1 visar ett förenklat schema för en monopolär HVDC-anläggning.DRAWING LIST Figure 1 shows a simplified diagram for a monopolar HVDC plant.

Figur 2 visar ett förenklat schema för en bipolär HVDC-anläggning.Figure 2 shows a simplified diagram for a bipolar HVDC system.

Figur 3 visar ett blockschema för feldetektering på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning enligt teknikens ståndpunkt. 10 15 20 25 30 35 40 45 . _5112 QS-'L iii: Figur 4 visar ett blockschema för feldetektering på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning enligt uppfinningen.Figure 3 shows a block diagram for error detection on a transmission line in a bipolar HVDC plant according to the state of the art. 10 15 20 25 30 35 40 45 . _5112 QS-'L iii: Figure 4 shows a block diagram for error detection on a transmission line in a bipolar HVDC plant according to the invention.

Figur 5 visar ett flödeschema för detektering av om ett fel har uppstått på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning enligt uppfinningen.Figure 5 shows a fl fate diagram for detecting whether an error has occurred on one transmission line in a bipolar HVDC plant according to the invention.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Ett förfarande för att enligt uppfinningen detektera fel på en HVDC-överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning skall beskrivas med utgångspunkt från ett blockschema enligt figur 4. Blockschemat representerar samtidigt en utföringsforrn av en feldetektor för fel på HVDC-överföringslinjer. För att på enklaste sätt kunna förklara uppfinningen är blockschemat uppbyggt av logiska komponenter, jämförelseelement, summator, multiplikator m m. Uppfinningen kan också utformas som ett program implementerat i en dator.DESCRIPTION OF THE INVENTION A method for detecting errors on an HVDC transmission line in one according to the invention bipolar HVDC system shall be described on the basis of a block diagram according to figure 4. The block diagram simultaneously represents an embodiment of an error detector for errors on HVDC transmission lines. To be able to explain the invention in the simplest way is block diagram made up of logical components, comparison elements, summator, multiplier, etc. The invention can also be designed as a program implemented in a computer.

Uppfinningen är baserad på sådan mätning av polemas ström och spänning att de vandringsvågor som uppstår i samband med ett fel på någon av överföringslinjema kan detekteras. Indikation om att ett fel har detekterats är betingad av att ett antal kriterier är uppfyllda.The invention is based on such a measurement of the current and voltage of the poles that they traveling waves that occur in connection with a fault on one of the transmission lines can detected. Indication that an error has been detected is conditional on a number of criteria being fulfilled.

Som ingångssignaler till feldetektom bildas tre s k vågsignaler bestående av en positiv polvågssignal, en negativ polvågssignal och en jordvågssignal. Med hjälp av högfrekvenssamplande mätning erhålles den positiva polströmmen L och den positiva polspänningen U+ , den negativa polströmmen L och den negativa polspänningen U. .As input signals to the error detector, three so-called wave signals are formed consisting of a positive pole wave signal, a negative pole wave signal and a ground wave signal. Using high-frequency sampling measurement, the positive pole current L and the positive one are obtained the pole voltage U +, the negative pole current L and the negative pole voltage U..

Med kännedom om den positiva överföringslinjens impedans Z, , den negativa överföringslinjens impedans Zsamt jordledningens impedans Z,- bildas den positiva polvågsignalen som PPV = LL - U+ och den negativa polvågsignalen som NPV = L Z. - U- och jordvågsignalen som JV = ZJ-(L + L)/2 -(U+ + U-)/2 Den positiva polvågssignalen leds till en första ingångskrets 16 som konsekutivt bildar en första differenssignal d; genom jämförelse mellan två på varandra följande sampel. Den negativa polvågsssignalen leds på samma sätt till en andra ingångskrets 17 som konsekutivt bildar en andra differenssignal d; genom jämförelse mellan två på varandra följande sampel. á 10 15 20 25 30 35 40 45 5112- :í3:3,4 Ett första kriterium för att ett fel på en av överföringslinjema i en bipolär HVDC- anläggning skall kunna identifieras är att en eller båda dessa differenssignaler skall ha ett värde som överstiger ett på förhand ansatt tröskelvärde do. Ett konstaterande av om så är fallet sker med en första jämförelsekrets 18. Om så är fallet påverkar den första jämförelsekretsens utsignal ett slutelement 19.With knowledge of the impedance Z, of the positive transmission line, the negative the impedance of the transmission line Z together with the impedance Z of the earth line, the positive is formed the pole wave signal as PPV = LL - U + and the negative pole wave signal which NPV = L Z. - U- and the earth wave signal which JV = ZJ- (L + L) / 2 - (U + + U -) / 2 The positive pole wave signal is routed to a first input circuit 16 which sequentially forms one first difference signal d; by comparing two consecutive samples. The the negative pole wave signal is routed in the same way to a second input circuit 17 as consecutively forms a second difference signal d; by comparison between two on each other the following sample. á 10 15 20 25 30 35 40 45 5112-: í3: 3,4 A first criterion for an error on one of the transmission lines in a bipolar HVDC system must be identifiable is that one or both of these difference signals must have one value exceeding a pre-set threshold do. A finding of if so the case occurs with a first comparison circuit 18. If so, the first affects the output signal of the comparator circuit an end element 19.

I en summator 20 bildas talvärdet av differensen dd mellan differenssignalema, dd = d; - d; , vilket värde leds till nämnda slutelement 19, och om det första kriteriet är uppfyllt vidare till en andra jämförelsekrets 21.In a summator 20, the numerical value of the difference dd is formed between the difference signals, dd = d; - d; , which value is passed to said end element 19, and if the first criterion is further fulfilled to a second comparison circuit 21.

I ett “MAX”-värdeselement 22 konstateras vilken av de båda differenssignalema som har det högsta värdet. Det högsta värdet, dm” , leds till en multiplikator 23 där det multipliceras med en på förhand ansatt faktor f 1. Den produkt, p = f 1 dm, , som därmed bildas leds till nämnda andra jämförelsekrets 21.In a “MAX” value element 22 it is ascertained which of the two difference signals has the highest value. The highest value, dm ”, is passed to a multiplier 23 where it multiplied by a predetermined factor f 1. The product, p = f 1 dm,, which thus is led to said second comparison circuit 21.

Ett andra kriterium för att ett fel på en av överföringslinjema i en bipolär HVDC- anläggning skall kunna identifieras är nu att produkten p skall vara större än differensen mellan differenssignalema, dvs p > dd , vilket ger den andra jämförelsekretsen 2l en logisk “nolla" som utsignal, vilken signal sedan inverteras till en “etta” i en inverterare 24 som sedan leds till ett “och”-element 25.A second criterion for an error on one of the transmission lines in a bipolar HVDC plant must be identifiable is now that the product p must be greater than the difference between the difference signals, i.e. p> dd, which gives the second comparison circuit 21 a logical "zero" as output signal, which signal is then inverted to a "one" in an inverter 24 which is then led to an “and” element 25.

Ett tredje kriterium för att ett fel på en av överföringslinjema i en bipolär HVDC- anläggning skall kunna identifieras är att en jordvågssignal .TV har detekterats. Om så är fallet erhålles via en logisk omvandlare 26 en “etta “ som tillföres nämnda “och”-element 25 .A third criterion for an error on one of the transmission lines in a bipolar HVDC facility must be identifiable is that a ground wave signal .TV has been detected. If so the case is obtained via a logic converter 26 a "one" which is applied to said "and" elements 25.

Eftersom “och" -elementets båda ingångar nu är “ett”-ställda kommer således anordningen att indikera ett fel på en av överföringslinjerna i en bipolär HVDC- anläggning.Since the two inputs of the "and" element are now "one" set, they will come the device to indicate a fault on one of the transmission lines of a bipolar HVDC facility.

Om differensen mellan differenssignalema är större än nämnda produkt, dvs om dd > p, och om både det första och det tredje kriteriet är uppfyllda anger detta att man har extemt fel.If the difference between the difference signals is greater than said product, i.e. if dd> p, and if both the first and the third criteria are met, this indicates that one has extremes wrong.

Sammanfattningsvis kan man konstatera ett fel på en överföringslinje i en bipolär HVDC- anläggning om - någon av differenssignalema d; eller d; är större än ett ansatt tröskelvärde do och om - skillnaden dd mellan differenssignalema är mindre än produkten p av den största av differenssignalema och en ansatt faktor f1 och om - en jordvågssignal har detekterats. lO 15 20 25 30 35 40 45 51I2:ï%84 I figur 5 visas en programrelaterad anordning i form av ett flödesschema för detektering av ett fel på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning. Programmet är försett med information om de båda överföringslinjernas och jordledningens impedans och tillföres konsekutivt uppmätta strömmar och spänningar för de båda linjerna. I enlighet med ovan relaterat förfarande: bildas den positiva polvågssignalen PPV, den negativa polvågssignalen NPV och jordvågssignalen JV bildas de båda differenssignalema d] och d; jämförs dessa båda med tröskelvärdet do bildas talvärdet av skillnaden mellan de båda differenssignalerna dd bestäms vilket av de båda differenssignalerna som har det högsta värdet dum multipliceras detta värde med en faktor f; bildas talvärdet av produkten p = f; dm bildas en utsignal som anger att ett fel på någon av överföringslinjerna har uppstått om både p > dd och om en jordvågssignal har detekterats. enlIn summary, an error can be found on a transmission line in a bipolar HVDC facility if - any of the difference signals d; or d; is greater than an set threshold do and if the difference dd between the difference signals is less than the product p of the largest of the difference signals and an applied factor f1 and if an earth wave signal has been detected. lO 15 20 25 30 35 40 45 51I2: ï% 84 Figure 5 shows a program-related device in the form of a fl circuit diagram for detection of a fault on a transmission line in a bipolar HVDC system. The program is provided with information on the impedance of the two transmission lines and the earth line and consecutive measured currents and voltages are applied to both lines. According with the above related procedure: the positive pole wave signal PPV, the negative pole wave signal NPV and are formed the ground wave signal JV the two difference signals d] and d are formed; these two are compared with the threshold value do the numerical value is formed by the difference between the two difference signals dd it is determined which of the two difference signals has the highest value stupid this value is multiplied by a factor f; the numerical value of the product p = f is formed; dm an output signal is formed indicating that a fault has occurred on one of the transmission lines both p> dd and if an earth wave signal has been detected. according to

Claims (3)

10 15 20 25 30 35 40 45 i 51225384 PATENTKRAV10 15 20 25 30 35 40 45 i 51225384 PATENT REQUIREMENTS 1. Förfarande för detektering av fel på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning med en positiv och en negativ pol och en nollpunktsjordledare och där både den positiva och den negativa polens spänning, U+ och U-, och ström, L och I. , kontinuerligt mäts på ett sådant samplande sätt att de vandringsvågor som uppstår vid ett fel registreras och där den positiva överföringslinjens impedans 2.., den negativa överföringslinjens impedans Z och nollpunktjordledarens impedans Z,- är kända, vilket förfarande k ä n n e t e c k n a s av att en positiv polvågssignal PPV bildas konsekutivt som PPV = LL - U+ en negativa polvågssignal NPV bildas konsekutivt som NPV = L Z - U. och en jordvågssignal bildas konsekutivt som IV = ZJ-(L + L)/2 -(U,.+ U.)/2 och att det bildas en första differenssignal d; som differensen mellan två på vandra följande sampel av den positiva polvågssignalen och att det bildas en andra differenssignal d; som differensen mellan två på vandra följande sampel av den negativa polvågssignalen och att ett fel på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning detekteras om ett första kriterium bestående av att om någon av differenssignalerna d; eller d; är större än ett ansatt värde do uppfylles och om ett andra kriterium bestående av att om talvärdet av skillnaden dd mellan differenssignalerna är rnindre än produkten p av den största av differenssignalema och en ansatt faktor f; uppfylles och om ett tredje kriterium bestående av att en jordvågssignal JV detekteras.A method for detecting faults on a transmission line in a bipolar HVDC system with a positive and a negative pole and a neutral ground conductor and where both the positive and the negative pole voltage, U + and U-, and current, L and I., is continuously measured in such a sampling manner that the travel waves which occur in the event of a fault are registered and where the impedance 2 .. of the positive transmission line, the impedance Z of the negative transmission line and the impedance Z 1 of the zero point earth conductor are known, which method is characterized by PPV is formed consecutively as PPV = LL - U + a negative pole wave signal NPV is formed consecutively as NPV = LZ - U. and a ground wave signal is formed consecutively as IV = ZJ- (L + L) / 2 - (U,. + U.) / 2 and that a first difference signal d is formed; as the difference between two traveling samples of the positive pole wave signal and that a second difference signal d is formed; as the difference between two traveling samples of the negative pole wave signal and that a fault on a transmission line in a bipolar HVDC plant is detected if a first criterion consisting of if one of the difference signals d; or d; is greater than an assumed value do is met and if a second criterion consists in that if the numerical value of the difference dd between the difference signals is less than the product p of the largest of the difference signals and an employed factor f; is met and if a third criterion consists of a ground wave signal JV being detected. 2. Förfarande för detektering av fel på en överföringslinje i en bipolär HVDC-anläggning enligt patentkrav 1 och som k ä n n e t e c k n a s av att 10 l5 20 25 30 35 40 45 Slagsta den första differenssignalen dl bildas i en första ingångskrets (16) som tillföres den positiva polvågsspänningen PPV och att den andra differenssignalen d; bildas i en andra ingångskrets (17) som tillföres den negativa polvågsspänningen NPV och att det första kriteriet för att identifiera ett fel på någon av överföringslinjema bildas i en första järnförelsekrets (18) som tillföres de båda differenssignalema och där de jämförs med ett tröskelvärde do och om någon av differenssignalema är större än tröskelvärdet erhålles en utsignal som påverkar ett slutelement (19) och att talvärdet av skillnaden dd mellan differenssignalerna bildas i en summator (20) vars utsignal leds till slutelementet och om det första kriteriet är uppfyllt vidare till en andra jämförelsekrets (21) och att de båda differenssignalema tillföres ett MAX-värdeselement (22) vars utsignal utgöres av värdet på den största av differenssignalema, dm” , och som tillföres en multiplikator (23) där det multipliceras med en på förhand ansatt faktor f; och där talvärdet av produkten p tillföres nämnda andra jämförelsekrets (21) och att det andra kriteriet för att identifiera ett fel på någon av överföringslinjerna uppfylles om skillnaden mellan differenssignalema dd är mindre än produkten p varvid den andra jämförelsekretsens utgång “noll”-ställs vilken signal i en inverterare (24) “l”-ställs och som tillföres ett “och”-element (25) och att det tredje kriteriet för att identifiera ett fel på någon av överföringslinjerna uppfylles om en jordvågssignal IV detekteras vilken signal i en logisk omvandlare (26) omvandlas till en “etta” som sedan tillföres “och”-elementet (25) vars utsignal, som efter det alla tre nödvändiga kriterier för detektering ett fel på någon av överföringslinjema nu är uppfyllda, anger att ett fel har detekterats.A method for detecting errors on a transmission line in a bipolar HVDC system according to claim 1 and characterized in that the first difference signal d1 is formed in a first input circuit (16) which is applied to the positive pole wave voltage PPV and that the second difference signal d; is formed in a second input circuit (17) which is applied to the negative pole wave voltage NPV and that the first criterion for identifying a fault on one of the transmission lines is formed in a first iron transfer circuit (18) which is applied to the two difference signals and where they are compared with a threshold do and if any of the difference signals is greater than the threshold value, an output signal is obtained which affects an end element (19) and that the numerical value of the difference dd between the difference signals is formed in a summator (20) whose output signal is passed to the end element and if the first criterion is met. (21) and that the two difference signals are supplied with a MAX value element (22) whose output signal is the value of the largest of the difference signals, dm ', and which is supplied with a multiplier (23) where it is multiplied by a predetermined factor f; and where the numerical value of the product p is applied to said second comparator circuit (21) and that the second criterion for identifying an error on one of the transmission lines is met if the difference between the difference signals dd is less than the product p whereby the output of the second comparator circuit is "zero" in an inverter (24) "1" is set and which is supplied with an "and" element (25) and that the third criterion for identifying a fault on one of the transmission lines is met if a ground wave signal IV is detected which signal in a logic converter ( 26) is converted to a "one" which is then applied to the "and" element (25) whose output signal, which after all three necessary criteria for detecting an error on one of the transmission lines are now met, indicates that an error has been detected. 3. Anordning för att genomföra förfarandet enligt patentkrav 1 och 2, kännetecknadavattdeninnefattar en första ingångskrets (16) som konsekutivt bildar en första differenssignal d; som differensen mellan två på varandra följ ande sarnpel av den positiva polvågssignalen en andra ingångskrets (17) som konsekutivt bildar en andra differenssignal d; som differensen mellan två på varandra följande sarnpel av den negativa polvågssignalen en första jämförelsekrets (18) som kontrollerar om någon av differenssignalerna är större än ett tröskelvärde do l0 15 20 25 30 35 40 45 Sragßß ett slutelement ( 19) som sluts om tröskelvärdet överskridits. en summator (20) som bildar talvärdet av skillnaden dd mellan differenssignalerna en “MAX”-värdesbildare (22) som tar reda på vilken av differenssignalerna som har det stösta värdet dm en multiplikator (23) som avger talvärdet av produkten p av dm, och en ansatt faktor f] en andra järnförelsekrets (21) som jämför talvärdet av dd och talvärdet av produkten p en inverterare (24) och ett “och”-element 25.Device for carrying out the method according to claims 1 and 2, characterized in that it comprises a first input circuit (16) which consecutively forms a first difference signal d; as the difference between two successive samples of the positive pole wave signal, a second input circuit (17) which consecutively forms a second difference signal d; as the difference between two consecutive samples of the negative pole wave signal, a first comparator circuit (18) which checks whether any of the difference signals is greater than a threshold value do 10 15 25 25 30 35 40 45 Sragßß a terminal element (19) which closes if the threshold value is exceeded. a summator (20) which forms the numerical value of the difference dd between the difference signals a "MAX" value generator (22) which finds out which of the difference signals has the largest value dm a multiplier (23) which outputs the numerical value of the product p of dm, and an applied factor f] a second iron transfer circuit (21) which compares the numerical value of dd and the numerical value of the product p an inverter (24) and an “and” element 25.
SE9801906A 1998-05-29 1998-05-29 Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system SE512084C2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801906A SE512084C2 (en) 1998-05-29 1998-05-29 Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system
EP99930026A EP1092256A1 (en) 1998-05-29 1999-05-27 Detection of faults on transmission lines in a bipolar high-voltage direct current system
PCT/SE1999/000900 WO1999063641A1 (en) 1998-05-29 1999-05-27 Detection of faults on transmission lines in a bipolar high-voltage direct current system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE9801906A SE512084C2 (en) 1998-05-29 1998-05-29 Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system

Publications (3)

Publication Number Publication Date
SE9801906D0 SE9801906D0 (en) 1998-05-29
SE9801906L SE9801906L (en) 1999-11-30
SE512084C2 true SE512084C2 (en) 2000-01-24

Family

ID=20411509

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SE9801906A SE512084C2 (en) 1998-05-29 1998-05-29 Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP1092256A1 (en)
SE (1) SE512084C2 (en)
WO (1) WO1999063641A1 (en)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011069548A1 (en) * 2009-12-10 2011-06-16 Abb Technology Ag Line fault detector
US8749933B2 (en) 2010-06-14 2014-06-10 Abb Research Ltd Fault protection of HVDC transmission lines
EP2671297B1 (en) * 2011-02-01 2018-05-02 Siemens Aktiengesellschaft Method for clearing a fault on a hvdc line, arrangement for transmission of electrical current over a hvdc line and converter
CN102522733B (en) * 2011-12-13 2014-06-04 西安交通大学 HVDC power-transmission whole-line speed protection method by using direct-current filter current
CN102520317A (en) * 2011-12-15 2012-06-27 四川大学 Commutation failure fault detection method based on wavelet Shannon entropy standardization characteristic vector
WO2013127438A1 (en) 2012-02-28 2013-09-06 Abb Technology Ltd A method and an apparatus for detecting a fault in an hvdc power transmission system
CN103050907B (en) * 2012-12-11 2015-07-08 国家电网公司 Security maintenance method for common grounding electrode of direct current power transmission systems
CN104332968B (en) * 2014-10-20 2017-11-24 国家电网公司 Current differential protection method based on HVDC transmission line
EP3154144B1 (en) * 2015-10-06 2020-04-22 General Electric Technology GmbH Improvements in or relating to direct current distance protection controllers
RU2749913C1 (en) * 2018-05-18 2021-06-21 Сименс Акциенгезелльшафт High voltage dc control
CN113945797B (en) * 2021-10-11 2022-07-26 华南理工大学 Self-adaptive single-ended protection method, system and medium for high-voltage direct-current transmission line
CN114465207B (en) * 2021-12-16 2024-04-12 许继电气股份有限公司 High-voltage direct-current transmission line protection method and device based on single-ended transient energy

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3832620A (en) * 1973-07-26 1974-08-27 Gen Electric Regulating mode selector scheme for an electric power converter
SE505746C2 (en) * 1995-04-07 1997-10-06 Asea Brown Boveri Protective equipment at a bipolar inverter station
SE515108C2 (en) * 1996-05-29 2001-06-11 Abb Ab Power transmission system using high voltage direct current

Also Published As

Publication number Publication date
SE9801906L (en) 1999-11-30
EP1092256A1 (en) 2001-04-18
WO1999063641A1 (en) 1999-12-09
SE9801906D0 (en) 1998-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Preston et al. New settings-free fault location algorithm based on synchronised sampling
EP2820435B1 (en) A method and an apparatus for detecting a fault in an hvdc power transmission system
RU2664711C2 (en) Protection in transition mode for multi-terminal hdvc network
SE459059B (en) PROTECT FOR HIGH-RESISTANT EARTH ERRORS
SE512084C2 (en) Detection of faults on transmission lines of a bipolar high voltage DC system
Ukil et al. Smart distribution protection using current-only directional overcurrent relay
WO2018007857A1 (en) A method and system for locating a fault in a mixed power transmission line
EP3299828A1 (en) Electrical fault detection
Hossam-Eldin et al. Combined traveling wave and fuzzy logic based fault location in multi-terminal HVDC systems
SE459946B (en) RELAY PROTECTION WITH SELECTIVE PHASE SELECTION FOR DOUBLE CABLES
CN109387733A (en) A kind of distribution circuit single-phase earth fault localization method and system
SE466366B (en) PROCEDURE AND DEVICE MAKES COMMON LOCATION IN THE MULTI-TERMINAL
CN106771843A (en) A kind of fault travelling wave ranging method of single-core power cables
CN110231539B (en) Single-pole ground fault detection system for true bipolar direct current transmission and distribution line
CN108808634A (en) HVDC transmission line longitudinal protection method based on smoothing reactor voltage
Bo et al. A new directional relay based on the measurement of fault generated current transients
RU108149U1 (en) DEVICE FOR DETERMINING LOCATION AND TYPE OF DAMAGE ON THE ELECTRIC TRANSMISSION AIRLINE
CN113567804B (en) Power distribution network fault rapid positioning method
Dodangeh et al. A New Fast and Accurate Fault Location and Classification Method on MTDC Microgrids Using Current Injection Technique, Traveling-Waves, Online Wavelet, and Mathematical Morphology.
CN110196376B (en) High speed protection of power transmission lines
CN212111734U (en) Grounding fault phase detection system of ITN power supply system
Yu et al. Research on fault diagnosis in the railway power transmission line based on the modern mathematical methods
Sun et al. Fault location analysis of ungrounded distribution system based on residual voltage distribution
JPH10132890A (en) Method and device for locating failure point
Saha et al. A novel fault classification technique for high speed protective relaying of transmission lines

Legal Events

Date Code Title Description
NUG Patent has lapsed