考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明涉及考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估方法及系统。1、对高压直流输电系统所在的交直流互联电网中的交流电网不对称故障以及换流器故障分别进行遍历扫描，确定影响直流50Hz保护的交流故障范围及换流器故障范围；2、确定交流主保护动作时间的上边界t1、交流后备保护动作时间的上边界t2、以及根据直流设备的应力极限曲线特性确定直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间t3，以及直流50Hz保护的延时定值t1Δ；3、分别对交流电网的系统强弱、换流变空载合闸角、换流变铁芯剩磁等影响因素进行遍历扫描，确定励磁涌流2次谐波衰减时间t2Δ；4、比较延时定值tmaxΔ＝max(t1Δ，t2Δ)与t1、t2、t3的相对大小，对考虑换流变空投直流50Hz保护性能做出评价。
【专利说明】
考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估方法及系统
技术领域
[0001 ]本发明涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种考虑换流变空投直流50Hz保护 性能评估方法及系统。
【背景技术】
[0002] 高压直流输电是解决远距离输电和大电网互联的有效手段，在我国和世界范围内 得到普遍应用。直流系统换流变的合闸操作是直流换流站调试及生产运行阶段基础性操 作，也是考核其制造质量和绝缘性能的重要手段。双极直流输电系统通常会出现一极上的 两台变压器空载合闸，另一极正常运行的情况。空载合闸变压器投入系统时，因其内部非线 性铁芯饱和，会产生数十倍于额定电流的励磁涌流，同时运行变压器则会出现复杂的和应 涌流，和应涌流含有大量的2次谐波正序分量，通过换流器的变换作用，会在直流线路上会 产生基频分量。通常直流系统中配置了直流50Hz保护，主要作为换相失败、触发系统或阀体 故障的后备保护，但并没有考虑换流变空载合闸所产生励磁涌流的影响。为了防止换流变 空投时产生的励磁涌流引起直流50Hz保护误动，急需一套完整、系统的考虑换流变空投直 流50Hz保护性能的评估方法，进一步完善直流50Hz保护的整定。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于提供一种考虑换流变空投的直流50Hz保护性能评估方法及系 统，为直流50Hz保护的定值整定与性能评价建立一个更为统一、完整的体系，使得直流50Hz 保护的性能评价定量化、系统化，为设计和运行人员评估考虑换流变空投直流50Hz保护的 性能提供一种简单高效的工程实用方法。
[0004] 本发明的一方面提供了一种考虑换流变空投的直流50Hz保护性能评估方法，包括 以下步骤：
[0005] 步骤1、对高压直流输电系统所在的交直流互联电网中的交流电网不对称故障进 行遍历扫描，确定影响直流50Hz保护的交流故障范围；
[0006] 步骤2、对所述的高压直流输电系统所在的交直流互联电网中的换流器故障进行 遍历扫描，确定影响直流50Hz保护的换流器故障范围；
[0007] 步骤3、分别对所述的高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网的 系统强弱、换流变空载合闸角、换流变铁芯剩磁等影响因素进行遍历扫描，根据各影响因素 的极限边界，确定影响直流50Hz保护的综合因素影响范围；
[0008] 步骤4、针对所述的交流故障范围，确定交流主保护动作时间的上边界^、交流后 备保护动作时间的上边界t2、以及根据直流设备的应力极限曲线特性确定直流设备能承受 的交流电流50Hz分量的最短时间t 3;针对所述的换流器故障范围，确定换流器主保护动作 时间的上边界t4、以此确定直流50Hz保护的延时定值以八；
[0009] 步骤5、针对所述换流变空投综合因素影响范围，确定复杂性和应涌流衰减时间 t2A ；
[0010] 步骤6、取所述直流50Hz保护的延时定值乜△与复杂性励磁涌流衰减时间仂△两者最 大值tmaxA =max( ，t2A)作为考虑换流变空投直流50Hz保护延时定值；
[0011] 步骤7、比较延时定值tmax△与交流主保护动作时间的上边界t、交流后备保护动作 时间的上边界t 2、直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间t3的相对大小，对考虑换 流变空投直流50Hz保护性能做出评估。
[0012]本发明的另一方面提供了一种考虑换流变空投的直流50Hz保护性能评估方系统： 包括：
[0013] 交流故障及换流器故障扫描模块:控制改变交流系统不对称故障、换流器故障位 置与类型，采用并联2次谐波正序电压源获取使直流50Hz保护动作的换流母线最小2次谐波 正序电压；
[0014] 交流故障及换流器故障数据采集分析模块:配合交流故障及换流器故障扫描模 块，采集并存储交流故障下换流母线2次谐波正序电压以及换流器故障下基波正序电压;直 流50Hz保护的出口信号；同时记录并存储影响直流50Hz保护的换流器故障范围；
[0015] 励磁涌流影响因素扫描模块:采用控制单一变量法改变励磁涌流影响因素;采用 注入2次谐波正序电流源获取使直流50Hz保护动作的换流母线最小2次正序谐波电流；
[0016] 励磁涌流采集与谐波分析模块:配合励磁涌流影响因素扫描模块，采集换流变空 投时正常运行极Y-Y，Y-A变压器高压侧和应涌流中2次谐波电流;直流50Hz保护的出口信 号；同时记录并存储影响直流50Hz保护综合因素影响范围；根据影响范围确定复杂性和应 涌流2次谐波衰减时间范围；
[0017] 保护定值处理模块:针对所存储的交流故障及换流器故障范围，确定交流主保护 动作时限的上边界、交流后备保护动作时限的上边界以及根据直流设备的应力极限曲线特 性确定直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间，同时确定直流50Hz保护的延时定 值，并对数据进行存储；
[0018] 直流50Hz保护性能评估模块:主要用于对考虑换流变空投直流50Hz保护延时定值 与交流主保护动作时间的上边界、交流后备保护动作时间的上边界、直流设备能承受的交 流电流50Hz分量的最短时间的相对大小进行比较，对考虑换流变空投直流50Hz保护性能做 出合理评估。
[0019] 作为一种实施方式，上述各个模块所实现的功能，可以在PSCAD/EMTDC中自定义建 模实现。
[0020] 在现有直流50Hz保护技术下，本发明专利具有以下创新点：直流50Hz保护性能评 估依据更加全面、充分:不仅仅考虑了交流系统的不对称故障、直流系统的换流器故障等故 障因素对直流50Hz保护的影响，同时也考虑了换流变空载合闸基础性操作非故障因素对直 流50Hz保护的影响。其中，故障因素主要取决于故障类型，非故障因素既取决于换流变所连 接的外界因素:直流输电系统所在的交直流混联系统中的交流系统的系统强弱、系统阻抗 角，换流变空载合闸角，还取决于换流变自身的内部因素:换流变的励磁特性、铁芯剩磁等。 评估依据更加全面，弥补了目前直流50Hz保护整定的不足。整个评估系统在PSCAD/EMTDC平 台上自定义建模完成，方便设计和运行人员评估考虑换流变空投直流50Hz保护的性能。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的交直流故障示意图，其中h为阀短路故障，K2为换流器交流连接线 故障，K3为交流短路故障；
[0022] 图2是本发明的换流变空载合闸示意图，其中极一上的两台变压器同时空载合闸， 极二带负载正常运行；
[0023]图3是本发明的考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估系统结构图，其中小方框 与大方框之间部分400表不高压直流输电系统。
【具体实施方式】
[0024] 一种考虑换流变空投的直流50Hz保护性能评估方法，包括以下几个步骤：
[0025]步骤1、对高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网中的交流不对 称故障Qacf进行遍历扫描，确定影响直流50Hz保护的交流故障范围为G * [0026]步骤2、对高压直流输电系统的换流器故障Qdrf进行遍历扫描，确定影响直流50Hz 保护的换流器故障范围为(备3 G .
[0027]步骤3、分别对高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网的系统强 弱{z|ZGQz}、系统阻抗角(例、换流变空载合闸角{0|0GQe}、换流变铁芯剩磁 备)等影响因素进行遍历扫描，根据各影响因素边界，确定影响直流50Hz保护综合 因素影响范围为丨G G d泛/1 U Gv泛/3 dl)... 9
[0028]步骤4、针对所述的交流故障范围Qfi，确定交流主保护动作时间的上边界ti、交流 后备保护动作时间的上边界t2、以及根据直流设备的应力极限曲线特性确定直流设备能承 受的交流电流50Hz分量的最短时间t 3;针对所述的换流器故障范围Qf2，确定换流器主保护 动作时间的上边界t4,并以此确定直流50HZ保护的延时定值tl△，其中tl<t2<t3、t4<t3、tlA >t4；
[0029]步骤5、针对所述影响直流50Hz保护的综合因素影响范围Qf3,确定复杂性和应涌流 2次谐波衰减时间范围为Qt2A= {t2A I t2Amin<t2A<t2Amax};
[0030] 步骤6、取直流系统50Hz保护的延时定值。△与复杂性和应涌流衰减时间丨2△两者最 大值tmaxA =maX( tlA，t2A )作为考虑换流变空投直流50HZ保护新延时定值；
[0031] 步骤7、比较延时定值tmax△与交流主保护动作时间的上边界ti、交流后备保护动作 时间的上边界t 2以及直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间t3的相对大小，对考 虑换流变空投直流50Hz保护性能做出评估。
[0032]所述步骤1具体包括以下步骤：
[0033]步骤11、对高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网不对称故障 Qacf进行遍历扫描，求得换流母线2次谐波正序电压变化Ua2+;
[0034] 步骤12、利用高压直流输电PSCAD/EMTDC控制保护模型，仿真计算出影响直流50Hz 保护的换流母线最小2次谐波正序电压Ua2+mln，也可以通过下面所述公式计算求解；
[0035]步骤13、确定影响直流50Hz保护的交流故障范围Qfl，所述交流故障范围为换流母 线2次谐波正序电压大于换流母线最小2次谐波正序电压所对应的故障集合即{Ua2+ I Ua2+< 1](12+1^11}所对应的{(^1|(^1<(^}。
[0036] 所述步骤2具体步骤与步骤1类似；
[0037]所述步骤3具体包括以下步骤：
[0038]步骤31、对交流电网的系统强弱{z|zGQz}、系统阻抗角、换流变空载合 闸角{9 I 9 G Qe}、换流变铁芯剩磁化k e岛)等影响因素采用控制单一变量进行遍历扫描， 求得换流母线2次谐波正序电流变化范围Ia2+;
[0039] 步骤32、利用高压直流输电PSCAD/EMTDC控制保护模型，仿真计算出影响直流50Hz 保护的正常运行极如图2中的极2上换流变高压侧最小2次谐波正序电流Ia2+mln，也可以通过 下面所述公式计算求解；
[0040] 步骤33、确定换流变空投影响直流50Hz保护的综合因素影响范围Qf3,所述综合因 素影响范围为正常运行极上换流变高压侧2次谐波正序电流大于影响直流50Hz保护的正常 运行极上换流变高压侧最小2次谐波正序电流的综合因素影响范围的集合即{la2+|la2+< Ia2+min}所对应的认々:< 丨6 :。
[0041] 所述步骤7具体包括以下内容：
[0042]考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估包括A级、B级、C级三个级别，其中满足A级 的条件是：tl<t2< tmaxA <t3，满足B级的条件是：tl<tmaxA< t2<t3，满足C级的条件是：tmaxA < tl < t2 < t3或tl < t2 < t3 < tmaxA，其具体评估对照表如下表1所示。
[0043]考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估系统，如图3所示，包括：
[0044] 交流故障及换流器故障扫描模块401:控制改变交流系统不对称故障、换流器故障 位置与类型，采用并联2次谐波正序电压源获取使直流50Hz保护动作的换流母线最小2次谐 波正序电压；
[0045] 交流故障及换流器故障数据采集分析模块402:配合交流故障及换流器故障扫描 模块，采集并存储交流故障下换流母线2次谐波正序电压以及换流器故障下基波正序电压； 直流50Hz保护的出口信号；同时记录并存储影响直流50Hz保护的换流器故障范围；
[0046] 励磁涌流影响因素扫描模块403:采用控制单一变量法改变励磁涌流影响因素;采 用注入2次谐波正序电流源获取影响直流50Hz保护的正常运行极上换流变高压侧最小2次 正序谐波电流；
[0047]励磁涌流采集与谐波分析模块404:配合励磁涌流影响因素扫描模块，采集换流变 空投时正常运行极Y-Y，Y-A变压器高压侧和应涌流中2次谐波电流;直流50Hz保护的出口 信号；同时记录并存储影响直流50Hz保护综合因素影响范围；根据影响范围确定复杂性和 应涌流2次谐波衰减时间范围；
[0048]保护定值处理模块405:针对所存储的交流故障及换流器故障范围，确定交流主保 护动作时限的上边界、交流后备保护动作时限的上边界以及根据直流设备的应力极限曲线 特性确定直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间，同时确定直流50Hz保护的延时 定值，并对数据进行存储；
[0049] 直流50Hz保护性能评估模块406:主要用于对考虑换流变空投直流50Hz保护延时 定值与交流主保护动作时间的上边界、交流后备保护动作时间的上边界、直流设备能承受 的交流电流50Hz分量的最短时间的相对大小进行比较，对考虑换流变空投直流50Hz保护性 能做出合理评估。
[0050]以上各功能模块均在PSCAD/EMTDC中采用自定义建模方法实现。
[0051 ] 一、50Hz保护定值与延时配置
[0052] 50Hz保护又称基频保护，其通过检测换流器中性端电流IdN、高压直流母线电流IdH 或直流线路电流IdL中的50Hz分量，来检测换相失败故障、换流器阀短路故障、换流器交流侧 相对地短路故障、换流阀的误开通和不开通故障；
[0053]对应于同一故障，直流线路电流越大，50Hz的谐波幅值越大，为增强保护的灵敏 性，一般采用浮动门槛的保护定值，其保护判据如下：
[0054] IdL(50Hz)>Isetmin+KsetIdL (1)
[0055]其中Isetmin为最小启动电流，其整定主要考虑躲开滤波误差，一般取0.02左右，Kset 为比率系数，一般取0.05左右；
[0056] 50Hz保护一般作为换相失败故障、阀短路故障、阀触发故障、换流器交流侧相对地 和相间短路故障的后备保护。交流系统侧故障，交流系统侧快速保护切除故障，直流控制系 统应保持直流输电系统平稳运行，避免直流闭锁;直流输电系统故障时，直流控制保护系统 应起到快速控制、调节作用;直流快速保护及时清除故障，交流保护不应动作，因此其定值 整定和动作策略都需要考虑与交直流主后备保护的配合。
[0057]二、性能评估方法原理分析
[0058]能引起直流50Hz保护动作的影响因素主要有交流系统不对称故障，阀故障、阀交 流连接线故障，或者换流变空投基础性操作，只有对所有影响因素进行统一详细考虑才能 对直流50Hz保护做出合理可信的性能评估，为保护整定参数的改进提供有力依据。下面对 各影响因素作具体说明：
[0059] [1]阀故障与阀交流连接线故障
[0060]在故障期间会使换流器发生周期性短路，若一个工频周期发生一次短路，即直流 输电线路上会出现50Hz分量；
[0061] [2]交流系统不对称故障
[0062]根据开关函数法可知，对于一个角频率为com的正序扰动，在直流侧将产生〇^-(6k_l) co和《m-(6k+l) co的直流扰动分量；同样角频率为的负序扰动将在直流侧产生 ? m-(6k-l) ?和《 m-(6k+l) ?的分量，其中《为交流系统额定角频率，k = 0，1，2，3...。交流 系统发生不对称故障时，将在换流变和换流器的交流连线上产生2次正序电压，根据以上结 论，当k = 0时，直流侧响应电压的角频率为《，即基频谐波电势，并在直流线路上产生50Hz 谐波电流；
[0063] [3]换流变空投基础性操作
[0064] -极的两台变压器同时空载投入因变压器铁芯饱和而出现较大的励磁涌流，其非 周期分量引起交流母线电压变化导致另一极会出现相对应的复杂性和应涌流。和应涌流与 励磁涌流交替出现，间隔半个周期，偏向于不同的时间轴侧;励磁涌流的最大值发生现在合 闸后的很短时间内，而和应涌流的幅值则是逐渐增大，之后再逐渐衰减;显然复杂和应涌流 影响直流50Hz保护时刻是滞后励磁涌流影响直流50Hz保护时刻。虽然和应涌流中2次谐波 含量较励磁涌流的偏低，在直流线路上产生50Hz谐波电流较小，但是因直流输电线路放大 作用，因此也会引起直流50Hz保护误动。
[0065]基于上述在直流线路上产生50Hz分量的三大影响因素，分别对三大影响因素进行 遍历扫描，求解出换流母线2次谐波正序电压大于影响直流50Hz保护的最小换流母线2次谐 波正序电压以及正常运行极换流变高压侧2次谐波正序电流大于影响50Hz保护的正常运行 极换流变高压侧最小2次谐波正序电流所对应的故障集合，并根据故障集合，确定所对应的 交流主后备保护的延迟时间、50Hz保护延迟时间以及和应涌流中2次谐波衰减时间，通过比 较时间来评估考虑换流变空投直流50Hz保护性能。
[0066] 下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明。
[0067] 交流故障及换流器故障扫描模块401控制改变交流系统不对称故障、换流器故障 位置与类型，故障示意图如图1，记录并存储为Q af、Qdcf;可单独并入2次谐波正序电压，并慢 慢增加电压大小，一旦交流故障及换流器故障数据采集分析模块402采集到直流50Hz保护 的出口信号，则记录存储2次正序谐波电压为Ua 2+mln;
[0068] 交流故障及换流器故障数据采集分析模块402配合交流故障及换流器故障扫描模 块401，采集并存储交流故障Qaf下换流母线2次谐波正序电压Ua 2+;换流器故障Qdcf下基波正 序电压Uai+;直流50Hz保护的出口信号；同时记录并存储{U a2+|Ua2+<Ua2+min}所对应的{Qfl Qfl<Qac为影响直流50Hz保护的换流器故障范围；
[0069] 励磁涌流影响因素扫描模块403采用控制单一变量法改变交流电网的系统强弱{z z￡Qz}、系统阻抗角沙换流变空载合闸角{0 | 0GQe}、换流变铁芯剩磁 备)等影响因素;可单独注入2次谐波正序电流，并慢慢增加电流大小，一旦励磁涌 流采集与谐波分析模块404采集到直流50Hz保护的出口信号，则记录存储2次正序谐波电流 y%Ia2+min ；
[0070] 励磁涌流采集与谐波分析模块404配合励磁涌流影响因素扫描模块403,采集换流 变空投时正常运行极Y-Y，Y-A变压器高压侧和应涌流中2次谐波电流I a2+;直流50Hz保护的 出口信号；同时记录并存储{ Ia2+ | Ia2+<Ia2+min}所对应的设/S咬/3 €么々/3?仏> 泛/3? 为影响直流50Hz保护综合因素影响范围；根据影响范围确定复杂性和应涌流2次谐波衰减 时间范围为Qt2A= {t2A | t2Amin<t2A<t2Amax};
[0071] 保护定值处理模块405针对上述所存储的交流故障及换流器故障范围Qfl、Qf2,确 定交流主保护动作时限的上边界t、交流后备保护动作时限的上边界t 2以及根据直流设备 的应力极限曲线特性确定直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间t3,同时确定直 流50Hz保护的延时定值七△，并对数据进行存储；
[0072] 直流50Hz保护性能评估模块406主要用于对考虑换流变空投直流50Hz保护延时定 值tmaXA=maX(tlA，t2A)与交流主保护动作时间的上边界tl、交流后备保护动作时间的上边 界t2、直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间t3的相对大小进行比较，对考虑换流 变空投直流50Hz保护性能做出合理评估，其具体评估对照表如上表1所示。
[0073]上述所提到的影响直流50Hz保护的换流母线最小2次谐波正序电压不仅可以通过 仿真的方式求解，也可以根据式(2)、（3)可以求解出Ua2+min，对于12脉动换流器有：
[0076]式中：Udca为直流侧基波电压幅值;Ua2+为交流侧2次谐波正序电压幅值;y为换相 角；Idea为直流侧基波电流幅值;Rd。为直流电阻。
[0077] 可以取Idcl = Isetmin+KsetIdL，即可以计算得到
[0079]上述所提到的影响直流50Hz保护的换流母线最小2次谐波正序电流，可以通过计 算求解，换流器交流侧二次谐波电流幅值与直流侧基波电流幅值关系可近似表示为：
[0082]式中：Icac2+为换流器交流侧二次谐波正序电流幅值；Idea为直流侧基波电流幅值； Iac2+为正常极换流变高压侧二次谐波正序电流幅值。
[0083] 因此可以取Idcl = Isetmin+KsetIdL，则可以计算得到
[0084] 表1考虑换流变空投直流50Hz保护性能评估对照表
[0086]以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并 不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员 来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保 护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
【主权项】
1. 考虑换流变空投直流50化保护性能评估方法，包括W下步骤： 步骤1、对高压直流输电系统所在的交直流互联电网中的交流电网不对称故障进行遍 历扫描，确定影响直流50Hz保护的交流故障范围； 步骤2、对所述的高压直流输电系统所在的交直流互联电网中的换流器故障进行遍历 扫描，确定影响直流50Hz保护的换流器故障范围； 步骤3、分别对所述的高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网的系统 强弱、换流变空载合闽角、换流变铁忍剩磁等影响因素进行遍历扫描，根据各影响因素的极 限边界，确定影响直流50化保护的综合因素影响范围； 步骤4、针对所述的交流故障范围，确定交流主保护动作时间的上边界ti、交流后备保护 动作时间的上边界t2、W及根据直流设备的应力极限曲线特性确定直流设备能承受的交流 电流50化分量的最短时间t3;针对所述的换流器故障范围，确定换流器主保护动作时间的 上边界t4、W此确定直流50化保护的延时定值tlA ; 步骤5、针对所述换流变空投综合因素影响范围，确定复杂性和应涌流衰减时间t2A; 步骤6、取所述直流50化保护的延时定值tlA与复杂性励磁涌流衰减时间t2A两者最大值 UaxA =max( tlA，t2 A )作为考虑换流变空投直流50化保护延时定值； 步骤7、比较延时定值tmaxA与交流主保护动作时间的上边界tl、交流后备保护动作时间 的上边界t2、直流设备能承受的交流电流50化分量的最短时间t3的相对大小，对考虑换流变 空投直流50化保护性能做出评估。2. 如权利要求1所述的考虑换流变空投直流50化保护性能评估方法，其特征在于，步骤 1、5中，包括W下方面： 方面21、影响直流50化保护的换流母线最小2次谐波正序电压既可W采用仿真计算求 解，也可W利用W下公式求解；方面22、影响直《 波正序电流既可W 采用仿真计算求解，J3. 如权利要求1所述的考虑换流变空投直流50化保护性能评估方法，其特征在于，步骤 3、5中，包括W下方面： 方面31、考虑了换流变空投产生的励磁涌流对直流50化保护的影响，弥补了原50化保 护的不足； 方面32、分别对高压直流输电系统所在的交直流互联电网内的交流电网的系统强弱、 系统阻抗角、换流变空载合闽角、换流变铁忍剩磁等影响因素进行遍历扫描，根据各影响因 素的极限边界，确定影响直流50Hz保护的综合因素影响范围； 方面33、针对所述换流变空投综合因素影响范围，确定复杂性和应涌流衰减时间。4. 如权利要求1所述的考虑换流变空投直流50化保护性能评估方法，其特征在于，步骤 6、7中，包括W下方面： 方面41、取所述直流50Hz保护的延时定值tiA与复杂性和应涌流2次谐波衰减时间两 者最大值tmaxA =maX( tlA，t2 A )作为考虑换流变空投直流50化保护延时定值； 方面42、考虑换流变空投直流50化保护性能评估包括A级、B级及C级=个级别，满足A级 的条件是：tmaxA <t3，满足B级的条件是：tl<tmaxA< t2<t3，满足C级的条件是：tmaxA <tl<t2<t3或tl<t2<t3<tmaxA，其中A级、B级各分为10个类别。 5 .考虑换流变空投直流50化保护性能评估系统，包括： 交流故障及换流器故障扫描模块:控制改变交流系统不对称故障、换流器故障位置与 类型，采用并联2次谐波正序电压源获取使直流50化保护动作的换流母线最小2次谐波正序 电压； 交流故障及换流器故障数据采集分析模块:配合交流故障及换流器故障扫描模块，采 集并存储交流故障下换流母线2次谐波正序电压W及换流器故障下基波正序电压；直流 50化保护的出口信号；同时记录并存储影响直流50化保护的换流器故障范围； 励磁涌流影响因素扫描模块:采用控制单一变量法改变励磁涌流影响因素;采用注入2 次谐波正序电流源获取使直流50化保护动作的换流母线最小2次正序谐波电流； 励磁涌流采集与谐波分析模块:配合励磁涌流影响因素扫描模块，采集换流变空投时 正常运行极Y-Y，Y-A变压器高压侧和应涌流中2次谐波电流;直流50化保护的出口信号；同 时记录并存储影响直流50Hz保护综合因素影响范围；根据影响范围确定复杂性和应涌流2 次谐波衰减时间范围； 保护定值处理模块:针对所存储的交流故障及换流器故障范围，确定交流主保护动作 时限的上边界、交流后备保护动作时限的上边界W及根据直流设备的应力极限曲线特性确 定直流设备能承受的交流电流50Hz分量的最短时间，同时确定直流50Hz保护的延时定值， 并对数据进行存储； 直流50化保护性能评估模块:主要用于对考虑换流变空投直流50化保护延时定值与交 流主保护动作时间的上边界、交流后备保护动作时间的上边界、直流设备能承受的交流电 流50化分量的最短时间的相对大小进行比较，对考虑换流变空投直流50化保护性能做出合 理评估。6.如权利要求5所述的考虑换流变空投直流50化保护性能评估系统，其特征在于，各个 模块所实现的功能可W在PSCAD/EMTDC中自定义建模实现。
【文档编号】G06Q50/06GK105913333SQ201610213376
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】丁晓兵, 吴嘉琪, 田庆, 李晓华, 朱韬析, 蔡泽祥, 张冬怡
【申请人】中国南方电网有限责任公司, 华南理工大学