高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法。直流差動(dòng)保護(hù)采用三段式保護(hù)方式，包括保護(hù)I段、II段、III段，其整定方法包括有如下過程：1)保護(hù)輸入量經(jīng)過低通濾波器(1)濾波后再經(jīng)過減法器(2)，最后取絕對(duì)值得到保護(hù)輸入量；2)上述保護(hù)輸入量與I段比較器(3)的定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T1觸發(fā)TFR錄波；3)上述保護(hù)輸入量與II段比較器(4)的定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T2，啟動(dòng)緊急停機(jī)順序；4)上述保護(hù)輸入量與III段比較器(5)的定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T3，啟動(dòng)緊急停機(jī)順序。本發(fā)明不僅實(shí)現(xiàn)換流器接地故障的主保護(hù)，而且避免系統(tǒng)擾動(dòng)時(shí)測(cè)量元件暫態(tài)特性不一致導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)，提高了可靠性。
【專利說明】 高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，屬于高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法的創(chuàng)新技術(shù)。
[0002]【背景技術(shù)】
高壓直流輸電系統(tǒng)保護(hù)作為保護(hù)一次設(shè)備安全和避免故障擴(kuò)大的措施，其性能如何，直接影響到整個(gè)直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運(yùn)行。高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)功能是換流器接地故障時(shí)保護(hù)換流器，區(qū)外交流系統(tǒng)和直流線路發(fā)生故障不能誤動(dòng)。原直流差動(dòng)保護(hù)采用圖2所示的原理，不僅定值小，而且具有積分特性、延時(shí)時(shí)間短，不能滿足直流差動(dòng)保護(hù)區(qū)外正確不動(dòng)作的要求，防誤動(dòng)能力比較差:2012年9月12日楚穗直流穗東站因交流系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，測(cè)量元件暫態(tài)特性不一致導(dǎo)致極I直流差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種能滿足保護(hù)可靠、靈敏性要求的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法。
[0004]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)采用三段式保護(hù)方式，包括保護(hù)I段，即告警段，警示運(yùn)行人員和提供現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)；保護(hù)II段，即速動(dòng)段；保護(hù)III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法包括有如下過程:
1)保護(hù)輸入量經(jīng)過低通濾波器濾波后再經(jīng)過減法器，最后取絕對(duì)值得到保護(hù)輸入
量;
2)上述保護(hù)輸入量與I段比較器的I段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于I段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間Tl啟動(dòng)TFR錄波,提供現(xiàn)場(chǎng)錄波分析數(shù)據(jù)；
3)上述保護(hù)輸入量與II段比較器的II段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于II段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T2，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作定值，延時(shí)T2小于避免導(dǎo)致?lián)Q流閥過載能力時(shí)間；
4)上述保護(hù)輸入量與III段比較器的III段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于III段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)T3，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值為保護(hù)典型最小定值，延時(shí)T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作時(shí)間。
[0005]上述步驟2)過程中，I段保護(hù)定值為0.03，延時(shí)時(shí)間Tl為4s。
[0006]上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作的定值，包括如下步驟:
O建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側(cè)各換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算；
3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
[0007]上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運(yùn)行逆變側(cè)換流器中點(diǎn)接地故障可靠動(dòng)作定值為0.15-0.35。[0008]上述步驟3)過程中，II段保護(hù)定值最小為0.15-0.35，延時(shí)時(shí)間T2為5ms，T2由換流閥的過載能力決定。
[0009]上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)，包括如下步驟:
O建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側(cè)換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算；
3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
[0010]上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運(yùn)行整流側(cè)換流器側(cè)單相接地故障保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)范圍為100-170ms ；
上述步驟4)過程中，III段保護(hù)定值最小為保護(hù)典型最小定值0.05，延時(shí)時(shí)間T3為100_170ms。
[0011]上述步驟I)過程中低通濾波器為250Hz低通濾波器，保護(hù)輸入量為換流閥高壓側(cè)電流IdCH、換流閥低壓側(cè)電流IdCN。
[0012]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)采用三段式保護(hù)方式，包括保護(hù)I段，即告警段，警示運(yùn)行人員和提供現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)；保護(hù)II段，即速動(dòng)段，取消積分特性，提高定值并與最小運(yùn)行工況換流器接地故障可靠動(dòng)作配合，動(dòng)作延時(shí)時(shí)間與換流閥過載能力配合；保護(hù)III段，即靈敏段，定值為保護(hù)典型最小定值，動(dòng)作延時(shí)時(shí)間與最嚴(yán)酷運(yùn)行方式時(shí)換流器接地故障配合。避免交流系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)不誤動(dòng)，以克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處。本發(fā)明是一種有效的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明保護(hù)整定方法的示意圖；
圖2為原直流差動(dòng)保護(hù)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]實(shí)施例:
本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法原理圖如圖1所示。
[0015]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)采用三段式保護(hù)方式，包括保護(hù)I段，即告警段，警示運(yùn)行人員和提供現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)；保護(hù)II段，即速動(dòng)段；保護(hù)III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法包括有如下過程:
1)保護(hù)輸入量經(jīng)過低通濾波器濾波后再經(jīng)過減法器，最后取絕對(duì)值得到保護(hù)輸入量；本實(shí)施例中，保護(hù)輸入量為87DCM輸入量，87DCM輸入量具體為換流閥高壓側(cè)電流IdCH及換流閥低壓側(cè)電流IdCN，換流閥高壓側(cè)電流IdCH及換流閥低壓側(cè)電流IdCN經(jīng)過250Hz低通濾波器I濾波后再經(jīng)過減法器2，最后取絕對(duì)值得到直流差動(dòng)保護(hù)輸入量；
2)上述直流差動(dòng)保護(hù)輸入量與I段比較器3中的I段保護(hù)定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間Tl啟動(dòng)TFR錄波,提供現(xiàn)場(chǎng)錄波分析數(shù)據(jù)；
3)上述保護(hù)輸入量與II段比較器4的II段保護(hù)定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T2，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作定值，延時(shí)T2小于避免導(dǎo)致?lián)Q流閥過載能力時(shí)間；
4)上述保護(hù)輸入量與III段比較器5的III段保護(hù)定值比較，如果大于定值，經(jīng)過延時(shí)T3，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值為保護(hù)典型最小定值，延時(shí)T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作時(shí)間。
[0016]上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作的定值，包括如下步驟:
O建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側(cè)各換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算；
3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
[0017]上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運(yùn)行逆變側(cè)換流器中點(diǎn)接地故障可靠動(dòng)作定值為0.15-0.35 ；
上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)，包括如下步驟:
O建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側(cè)換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算；
3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
[0018]上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運(yùn)行整流側(cè)換流器側(cè)單相接地故障保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)范圍為100-170ms。
[0019]本實(shí)施例中，考慮定值和延時(shí)時(shí)間需留有一定裕度，上述步驟2)過程中定值為
0.03，延時(shí)時(shí)間Tl為4s ;上述步驟3)過程中定值最小為0.15/0.2，高壓直流為0.15，特高壓直流為0.2，延時(shí)時(shí)間T2為5ms ;上述步驟4)過程中定值最小為保護(hù)典型最小定值0.05，延時(shí)時(shí)間T3為150msο
【權(quán)利要求】
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)采用三段式保護(hù)方式，包括保護(hù)I段，即告警段，警示運(yùn)行人員和提供現(xiàn)場(chǎng)錄波數(shù)據(jù)；保護(hù)II段，即速動(dòng)段；保護(hù)III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法包括有如下過程: 1)保護(hù)輸入量經(jīng)過低通濾波器(I)濾波后再經(jīng)過減法器(2)，最后取絕對(duì)值得到保護(hù)輸入量; 2)上述保護(hù)輸入量與I段比較器(3)的I段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于I段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間Tl啟動(dòng)TFR錄波，提供現(xiàn)場(chǎng)錄波分析數(shù)據(jù)； 3)上述保護(hù)輸入量與II段比較器(4)的II段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于II段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)時(shí)間T2，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作定值，延時(shí)T2小于避免導(dǎo)致?lián)Q流閥過載能力時(shí)間； 4)上述保護(hù)輸入量與III段比較器(5)的III段保護(hù)定值比較，如果保護(hù)輸入量大于III段保護(hù)定值，經(jīng)過延時(shí)T3，啟動(dòng)直流相應(yīng)極緊急停機(jī)順序，最小定值為保護(hù)典型最小定值，延時(shí)T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動(dòng)作時(shí)間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟2)過程中，I段保護(hù)定值為0.03，延時(shí)時(shí)間Tl為4s。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作的定值，包括如下步驟: 1)建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)； 2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描`整流、逆變側(cè)各換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算； 3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運(yùn)行逆變側(cè)換流器中點(diǎn)接地故障可靠動(dòng)作定值為0.15-0.35。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟3)過程中，II段保護(hù)定值最小為0.15-0.35，延時(shí)時(shí)間T2為5ms，T2由換流閥的過載能力決定。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)，包括如下步驟: O建立包含主設(shè)備詳細(xì)模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)； 2)不同運(yùn)行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側(cè)換流器接地故障點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)算； 3)根據(jù)驗(yàn)算的結(jié)果確定動(dòng)作行為和保護(hù)定值。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運(yùn)行整流側(cè)換流器側(cè)單相接地故障保護(hù)可靠動(dòng)作延時(shí)范圍為 100-170ms。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟4)過程中，III段保護(hù)定值最小為保護(hù)典型最小定值0.05，延時(shí)時(shí)間T3為100-170ms。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動(dòng)保護(hù)整定方法，其特征在于上述步驟I)過程中低通濾波器為250Hz低通濾波器，保護(hù)輸入量為換流閥高壓側(cè)電流IdCH、換流閥低壓側(cè)電流IdCN。
【文檔編號(hào)】H02H7/26GK103762561SQ201410010737
【公開日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2014年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月10日
【發(fā)明者】關(guān)紅兵, 黃立濱, 黃佳胤, 王向朋, 田慶, 黃華 申請(qǐng)人:南方電網(wǎng)科學(xué)研究院有限責(zé)任公司