專利名稱：高壓直流輸電系統(tǒng)背靠背差動保護(hù)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高壓直流輸電工程中一種直流保護(hù)功能的實現(xiàn)方法，尤其是背靠背直流輸電工程中背靠背差動保護(hù)的實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
背靠背直流輸電工程的基本特點是整流和逆變系統(tǒng)同在一個換流站內(nèi)，換流器一般為單極12脈動結(jié)構(gòu)，直流低壓側(cè)接入換流站接地網(wǎng)。
背靠背差動保護(hù)是背靠背高壓直流輸電工程所特有的直流保護(hù)功能，它測量兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)的電流，保護(hù)兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)電流互感器之間的區(qū)域。直流保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)配置完善的直流保護(hù)功能，使其能夠檢測保護(hù)區(qū)內(nèi)所有可能的故障，選擇性地動作和告警。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種背靠背直流輸電工程中背靠背差動保護(hù)的實現(xiàn)方法，在故障或過應(yīng)力情況下，防止損害高壓直流設(shè)備。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種高壓直流輸電系統(tǒng)背靠背差動保護(hù)方法，該方法的步驟如下(1)換流站兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)三相交流電流的測量和計算兩側(cè)的換流變壓器二次側(cè)Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經(jīng)過電流變換后，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側(cè)交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護(hù)判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護(hù)的保護(hù)判據(jù)，保護(hù)判據(jù)為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)D繞組的三相電流的整流值；(3)保護(hù)的分段及定值設(shè)置背靠背差動保護(hù)設(shè)兩段定值及相應(yīng)的延時，保護(hù)定值的確定依據(jù)現(xiàn)場動態(tài)性能測試的結(jié)果，在交流系統(tǒng)低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護(hù)不能誤動作，保護(hù)定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護(hù)b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相閉鎖，時延t2快速保護(hù)Idn為直流額定電流
(4)保護(hù)的動作順序背靠背差動保護(hù)動作后，發(fā)移相閉鎖命令到極控系統(tǒng)，從而使直流系統(tǒng)緊急停運，同時跳兩側(cè)交流斷路器、起動兩側(cè)斷路器失靈保護(hù)。
當(dāng)其保護(hù)區(qū)內(nèi)發(fā)生接地和短路故障時，兩側(cè)的電流有很大的差值，該保護(hù)檢測到故障電流后，經(jīng)過一定的延時輸出保護(hù)動作信號，使背靠背直流輸電系統(tǒng)停運。由于背靠背差動保護(hù)的保護(hù)范圍寬，它總是做為后備保護(hù)來使用。背靠背差動保護(hù)動作后，發(fā)移相閉鎖命令到極控系統(tǒng)，從而使直流系統(tǒng)緊急停運，同時跳兩側(cè)交流斷路器、起動兩側(cè)斷路器失靈保護(hù)。


圖1為本發(fā)明背靠背差動保護(hù)的測量信號的示意圖；圖2為本發(fā)明背靠背差動保護(hù)的實現(xiàn)方法的邏輯框圖。
具體實施例方式
圖1中給出了背靠背差動保護(hù)的測量信號IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2、IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2的位置。本實施例以采用單極12脈動換流器的背靠背直流工程為例，介紹背靠背差動保護(hù)的實現(xiàn)方法。
本發(fā)明可以用微機(jī)直流保護(hù)裝置來實現(xiàn)，微機(jī)直流保護(hù)裝置已經(jīng)是本技術(shù)領(lǐng)域常用的裝置。微機(jī)型直流保護(hù)裝置首先采集兩側(cè)換流變壓器閥側(cè)電流，計算出兩側(cè)交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，然后按照保護(hù)的邏輯框圖(圖2)進(jìn)行保護(hù)的邏輯判斷和處理。
步驟如下(1)換流站兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)三相交流電流的測量和計算兩側(cè)的換流變壓器二次側(cè)Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經(jīng)過電流變換后，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側(cè)交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護(hù)判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護(hù)的保護(hù)判據(jù)，保護(hù)判據(jù)為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)D繞組的三相電流的整流值；(3)保護(hù)的分段及定值設(shè)置背靠背差動保護(hù)設(shè)兩段定值及相應(yīng)的延時，保護(hù)定值的確定依據(jù)現(xiàn)場動態(tài)性能測試的結(jié)果，在交流系統(tǒng)低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護(hù)不能誤動作，保護(hù)定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護(hù)b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn
移相閉鎖，時延t2快速保護(hù)Idn為直流額定電流(4)保護(hù)的動作順序背靠背差動保護(hù)動作后，發(fā)移相閉鎖命令到極控系統(tǒng)，從而使直流系統(tǒng)緊急停運，同時跳兩側(cè)交流斷路器、起動兩側(cè)斷路器失靈保護(hù)。
最后所應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發(fā)明的技術(shù)方案，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)背靠背差動保護(hù)方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)換流站兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)三相交流電流的測量和計算兩側(cè)的換流變壓器二次側(cè)Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經(jīng)過電流變換后，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側(cè)交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護(hù)判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護(hù)的保護(hù)判據(jù)，保護(hù)判據(jù)為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側(cè)的換流變閥側(cè)D繞組的三相電流的整流值；(3)保護(hù)的分段及定值設(shè)置背靠背差動保護(hù)設(shè)兩段定值及相應(yīng)的延時，保護(hù)定值的確定依據(jù)現(xiàn)場動態(tài)性能測試的結(jié)果，在交流系統(tǒng)低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護(hù)不能誤動作，保護(hù)定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側(cè)Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護(hù)b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相閉鎖，時延t2快速保護(hù)Idn為直流額定電流(4)保護(hù)的動作順序背靠背差動保護(hù)動作后，發(fā)移相閉鎖命令到極控系統(tǒng)，從而使直流系統(tǒng)緊急停運，同時跳兩側(cè)交流斷路器、起動兩側(cè)斷路器失靈保護(hù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及高壓直流輸電工程中一種直流保護(hù)功能的實現(xiàn)方法，尤其是背靠背直流工程中背靠背差動保護(hù)的實現(xiàn)方法。背靠背差動保護(hù)是背靠背高壓直流輸電工程所特有的直流保護(hù)功能，它測量兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)的電流，保護(hù)兩側(cè)換流變壓器二次側(cè)電流互感器之間的區(qū)域。本發(fā)明包括背靠背差動保護(hù)中換流變壓器二次側(cè)三相交流電流的測量和計算方法，以及背靠背差動保護(hù)的保護(hù)判據(jù)、保護(hù)分段和定值設(shè)置、保護(hù)動作順序。
文檔編號H01H83/00GK1881724SQ20051001769
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月15日
發(fā)明者張愛玲, 張望, 劉敏, 張楠, 孫東雷 申請人:許繼集團(tuán)有限公司, 許繼電氣股份有限公司