一种直流输电线路单相接地故障选线方法
【专利摘要】本发明公开了一种直流输电线路单相接地故障选线方法，包含以下顺序的步骤：继电保护装置上电；赋值给行波保护定值△1、△2；测量保护安装侧接地极线路电压UdN；计算接地极电压平均值UdN-AVG；判断是否满足UdN-AVG>△1或-UdN-AVG>△1：若满足则进入下一步骤，若不满足则重复本步骤；测量接地极电压单向变化时间判断是否满足若满足且UdN-AVG>△1则为故障极为负极，若满足且-UdN-AVG>△1则故障极为正极，若不满足则为暂态扰动。本发明的方法，不需换流站或正负极线间通信，动作迅速可靠，且在单极降压运行时仍可保证耐受较高的过渡电阻。
【专利说明】一种直流输电线路单相接地故障选线方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力系统直流输电领域，具体涉及一种直流输电线路单相接地故障选 线方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国经济迅速发展，能源需求与自然资源分布不均的特点日渐突出，对于远 距离，大功率的高压直流输电工程需求不断增加。因此，近年来，我国已有多条高压直流 输电工程投产或投运，高压直流输电有：天广、贵广、兴安、两渡等，特高压直流工程有：云 南-广州、溪洛渡-浙西、哈密-河南、酒泉-湖南、向家坝-上海、锦屏-苏南等等，可见直 流输电在电网的安全稳定和资源的优化配置方面有着积极的意义，大力推动了我国"西电 东送"工程的快速发展。
[0003] 但是，直流输电距离长，发生接地或雷击故障的几率高于其他直流元件，而直流线 路保护存在各种各样的问题，与其重要的地位不相符：
[0004] (1)单极降压运行时，线路保护故障选线可靠性较低。当本极单极降压运行时， 本极线路故障时，故障分量等比例下降，但对极线路故障时，本极线路上产生的耦合分量不 变。因此相当于，在降压运行时干扰分量明显增加，导致降压极线路保护区分故障极难度增 力口，可靠性降低。
[0005] (2)直流线路保护的可靠性差。直流线路保护采用行波保护作为线路的主保护，其 特点为动作速率较快，在故障发生后约5-15ms即可动作，但动作可靠性较差，在直流输电 工程运行中已多次发生由于行波保护异常动作，导致直流双击闭锁的事故发生。
[0006] (3)直流线路保护对于高阻接地故障的动作延迟长。直流线路保护采用电流差动 保护作为后备保护，其特点为耐受过渡电阻能力较高，但需要换流站间通讯（20-30ms)且 保护延迟长（〇. 5s_ls)，无法实现直流线路故障的快速识别。
[0007] 综上，本方法现基于实际工程条件及面临的问题，从直流线路接地故障与雷击故 障时暂态特性出发，在接地故障选线的原理上加以创新，对提高直流故障选线方法的适应 性和保护性能的提高着重要的理论和工程价值。
【发明内容】
[0008] 本发明的目的在于克服现有直流线路保护在降压运行时保护可靠性下降且耐受 过渡电阻能力不足的确定，提供一种具有高灵敏度的高压直流输电线路行波保护方法。
[0009] 本发明的目的通过以下的技术方案实现：
[0010] 一种直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：包含以下顺序的步骤：
[0011] 1)继电保护装置上电；
[0012] 2)赋值给行波保护定值ΛρΛ2 ;其中Ai为本故障选线方法的接地极电压启动定 值；Λ 2为接地极电压单向变化时间的判断定值；
[0013] 3)测量本极线路电压^ ;
[0014] 4)计算接地极电压平均值UdN_Ave ;
[0015] 5)判断是否满足^_肌> Λ 1或-UdN_Ave> Λ丨：
[0016] a.若满足则判断线路上发生故障或扰动，进入下一步骤；
[0017] b.否则，返回步骤4)
[0018] 6)计算接地极电压单向变化时间&" ;
[0019] 7)判断是否满足> Δ2 :
[0020] a.若满足，且Λ i，则判断为负极线路发生接地故障；
[0021] b.若满足，且-U^^〉Λ i，则判断为正极线路发生接地故障；
[0022] c.否则为暂态扰动。
[0023] 优选的，步骤2)中，所述的接地极电压启动定值八i需大于直流输电线路稳定运 行时的接地极电压绝对值最大值。
[0024] 优选的，步骤2)中，所述的接地极电压单向变化时间的判断定值Λ 2需小于区内 接地故障且大于雷击扰动情况。
[0025] 优选的，步骤3)中，本极线路电压UdN的测量电压为：
[0026]
【权利要求】
1. 一种直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：包含以下顺序的步骤： 1) 继电保护装置上电； 2) 赋值给行波保护定值Λ ρΛ 2 ;其中Λ 1为本故障选线方法的接地极电压启动定值； Λ 2为接地极电压单向变化时间的判断定值； 3) 测量本极线路电压UdN; 4) 计算接地极电压平均值UdN_Ave; 5) 判断是否满足 UdN_Ave> Λ i 或-UdN_Ave> Λ i : a. 若满足则判断线路上发生故障或扰动，进入下一步骤； b. 否则，返回步骤4); 6) 计算接地极电压单向变化时间7"?； 7) 判断是否满足Ιλ>Δ2: a. 若满足，且UdN_Ave> Λ i，则判断为负极线路发生接地故障； b. 若满足，且-UdN_Ave> Λ i，则判断为正极线路发生接地故障； c. 否则为暂态扰动。
2. 根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤2) 中，所述的接地极电压启动定值八i需大于直流输电线路稳定运行时的接地极电压绝对值 最大值。
3. 根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤2) 中，所述的接地极电压单向变化时间的判断定值Λ 2需小于区内接地故障且大于雷击扰动 情况。
4. 根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤3) 中，本极线路电压UdN的测量电压为 ：
a) 对于线模分量而言，由十衰減相问，幅值相问，极性相反，因此在阀的低压端接地极 Ug = 0,即线模分量相互抵消； b) 对于地模分量而言，由于衰减相同，幅值相同，极性相同，因此在阀的低压端接地极 U_ = 2kUt_，其中k为线路及阀的衰减系数和线路末端折射系数的综合，即地模分量同向 置加。
5. 根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤4) 中，所述的接地极电压平均值UdN_ Ave的计算方式如下：
其中，η表示为当前采样点位置，因此接地极电压平均值UdN_Ave实际为相邻10个采样点 接地极电压UdN的平均值。
6. 根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤6) 中，所述的接地极电压单向变化时间的计算方式如下： ΤυΛ ={^-η^)ΑΤ 其中，nstart为本方法满足步骤5)的第一个采样点位置；若UdN_Ave> Λ i，则nmd为第一个 满足于UdN_Ave〈0的米样点位置；若-UdN_Ave> Λ i，则nmd为第一个满足于UdN_Ave>0的米样点位 置；Λ T为本方法中的采样时间间隔。
7.根据权利要求1所述的直流输电线路单相接地故障选线方法，其特征在于：步骤7) 中，还包括对Λ i和厶2进行整定的步骤，整定的原则如下： Λ 1 = k*max (UdN)
其中，max(UJ为线路正常运行时，接地极电压最大波动值；k为可靠系数，大于1 ; 分别为线路接地故障和暂态扰动时，接地极电压波头向故障极的相反方向 变化时间。
【文档编号】G01R31/08GK104122489SQ201410397169
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年8月13日 优先权日:2014年8月13日
【发明者】陈伟, 武霁阳, 卢文浩, 汪凤娇, 刘金平, 龙启, 王钢, 李海锋 申请人:中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心, 华南理工大学