一种高压直流输电线路自适应行波保护方法
【专利摘要】本发明公开了一种高压直流输电线路自适应行波保护方法，包含以下顺序的步骤：继电保护装置上电；赋值给行波保护的启动定值Δinitial；测量本极线路电压u、电流i和对极线路电流iop；计算本极电压变化率du/dt、电压变化量Du、电流变化量Di和对极电流变化量Diop；判断启动判据du/dt>Δinitial是否满足；计算电压比及相关参数；根据电压比计算电压变化率保护定值Δr-set和电压变化量保护定值Δv-set；判断是否满足du/dtmax>Δr-set且Dumax>Δv-set；判断是否满足在整流侧Dimax>Diop_max且Dimax>0.1，或者在逆变侧Dimin<Diop_min且Dimin<-0.1；如果满足，则保护启动；本发明的方法，灵敏度高、抗干扰能力强，且易于工程实现，能够对直流输电线路的故障线路快速确定且不易出现误判的情况。
【专利说明】一种高压直流输电线路自适应行波保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力系统直流输电领域，具体涉及高压直流输电线路自适应行波保护方法。
【背景技术】
[0002]实际高压直流输电工程输电距离一般超过1000km，因此输电走廊环境复杂，发生短路、雷击故障的几率极大，且实际运行经验表明，线路故障中90%为瞬时性故障。对于瞬时性故障线路保护正确动作后，可进行去游离和故障重启动，恢复系统运行。因此，行波保护作为直流线路保护的主保护对直流线路的稳定运行起到重要作用。
[0003]现有的直流输电线路行波保护可分为两种技术路线:电压行波保护和极波行波保护，其本质均为利用电压电流的变化率和变化量构成保护判据。但两种行波保护的性能较差，最主要体现在耐受过渡电阻能力不高上面，线路最薄弱处仅能耐受几十欧姆的过渡电阻。其耐受过渡电阻能力低的原因有以下两点:
[0004]I)过渡电阻直接影响区内故障行波幅值。随着过渡电阻增加，故障行波幅值减小，因此可导致行波保护计算得到的电压电流变化量和变化率下降，造成行波保护判据不满足。
[0005]2)为了避免区外故障行波保护误动，保护定值不宜过低。区外故障时，保护测量点依旧可以测量到较高的电压变化率和变化量，因此若保护定值过低，可造成行波保护误动。
[0006]随着越来越多的直流工程投入运行，直流线路行波保护因高阻接地故障而导致保护拒动的情况日益增多。针对上述情况从行波保护原理、策略上加以创新与改进，提高行波保护的耐受过渡电阻能力有着重要的理论和工程价值。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高压直流输电线路自适应行波保护的实现方法。本发明技术可根据电压变化量和电压变化率的比值(简称电压比)分布情况对电压变化量和电压变化率的保护定值进行自适应调整，最大限度的保证了直流线路行波保护动作的可靠性，从而为直流输电系统各种故障类型提供有效保护。
[0008]本发明通过以下技术方案实现:种高压直流输电线路自适应行波保护的实现方法，包括以下步骤:
[0009]S1.继电保护装置上电；
[0010]S2.赋值给行波保护的启动定值Λ initial ；
[0011]S3.测量本极线路电压U、电流i和对极线路电流Lp ；
[0012]S4.计算本极电压变化率du/dt、电压变化量Du、电流变化量Di和对极电流变化量Diop ；
[0013]S5.判断是否满足以下条件:电压变化率du/dt> Δ initial ；
[0014]a、如果满足，则进入S6 ；[0015]b、如果不满足，则返回步骤S3 ;
[0016]S6.计算S4满足后的6ms内的电压变化率最大值du/dtmax，电压变化量的最大值Dumax,电压比uBZ=Dumax/du/dtmax:若在保护位于整流侧,则计算电流变化量最大值Dimax和对极电流变化量最大值DLp _ ;若在保护位于逆变侧，则计算电流变化量最小值Dimin和对极电流变化量最小值Ditjp min ；
[0017]S7.根据电压比计算电压变化率保护定值Λ r_set和电压变化量保护定值Λ v_set，具体的电压比和保护定值的关系由保护整定得到；
[0018]S8.判断是否满足条件:电压变化率du/dtmax> Δ r_set且电压比Dumax> Δ v_set ;如果满足，则保护逻辑继续判断；如果不满足，返回步骤S3 ；
[0019]S9.判断是否满足条件:在整流侧DimaxMitjp max且Dimax>0.1，或者在逆变侧DimiJDitjp min且Dimin〈-0.1 ;如果满足，则保护启动；如果不满足，返回步骤S3。
[0020]步骤S2中，所述的行波保护的启动定值为线路中点高阻接地时电压变化率。
[0021]所述的步骤S4，具体如下:
【权利要求】
1.一种高压直流输电线路自适应行波保护方法，包含以下顺序的步骤: 51.继电保护装置上电； 52.赋值给行波保护的启动定值Λinitial ； 53.测量本极线路电压U、电流i和对极线路电流Lp； 54.计算本极电压变化率du/dt、电压变化量Du、电流变化量Di和对极电流变化量Diop ； 55.判断是否满足以下条件:电压变化率du/dt>Δ initial ； a、如果满足，则进入S6； b、如果不满足，则返回步骤S3； 56.计算S4满足后的6ms内的电压变化率最大值du/dtmax，电压变化量的最大值Dumax,电压比uBZ=Dumax/du/dtmax:若在保护位于整流侧,则计算电流变化量最大值Dimax和对极电流变化量最大值Ditjp max ;若在保护位于逆变侧，则计算电流变化量最小值Dimin和对极电流变化量最小值Ditjp min; 57.根据电压比计算电压变化率保护定值Λr_set和电压变化量保护定值Λ v_set,具体的电压比和保护定值的关系由保护整定得到； 58.判断是否满足条件:电压变化率du/dtmax>Δ r-srt且电压比Dumax> Δ v_set ;如果满足，则保护逻辑继续判断；如果不满足，返回步骤S3 ； 59.判断是否满足条件:在整流侧DimJDitjp_且Dimax>0.1，或者在逆变侧DimiJDitjp min且Dimin〈-0.1 ;如果满足，则保护启动；如果不满足，返回步骤S3。
2.根据权利要求1所述的高压直流输电线路自适应行波保护方法，其特征在于，步骤S2中，所述的行波保护的启动定值为线路中点高阻接地时电压变化率。
3.根据权利要求1所述的高压直流输电线路自适应行波保护方法，其特征在于，所述的步骤S4，具体如下:
—(t()) — MAX.{—w(/) + uit — Δ?)}
dt m — W
—(t )= MAX
At 设 K(X-T)h=L1+y(X?-D，
Du (t)正极=(Y (u, 4ms) n_10ms_Y (u, 4ms) n)
Du (t)负极=-(Y (u, 4ms) n_10ms_Y (u, 4ms) n)
Di(t) = (Y(i, 2ms)n-Y(i, 200ms)n)
Diop (t) = (Y (iop, 2ms) n-Y (iop, 200ms) n) 其中，Λ t为保护的采样时间间隔。
4.根据权利要求1所述的高压直流输电线路自适应行波保护方法，其特征在于，步骤S7中，所述的电压变化率保护定值取得方式如下: 取适当过渡电阻情况，在电压变化率为纵坐标，电压比为纵坐标的图中，区内故障和区外故障不存在重合区域，因此可以以区内故障电压比最大的点为起点，分别向左右两侧画两条有斜率直线，要保证:第一，该直线高于区外故障区域且一定裕度；第二，当直线小于行波保护的启动定值时，该处直线变为水平直线；第三，当电压比较小时，要提高电压变化率的自适应定值，应设置为大于区外故障的最大值； 由此可以得到一条折线，利用该折线可以由电压比确定电压变化率。
5.根据权利要求1所述的高压直流输电线路自适应行波保护方法，其特征在于，步骤S7中，所述的电压变化量保护定值取得方式如下: 取适当过渡电阻情况，可以在电压变化量为纵坐标，电压比为纵坐标的图中，区内故障和区外故障不存在重合区域，因此可以以区内故障电压比最大的点为起点，分别向左右两侧画两条有斜率直线，要保证--第一，该直线高于区外故障区域且一定裕度；第二，当直线小于线路中点某高阻接地时的电压变化量，该处直线变为水平直线；第三，当电压比较小时，要提高电压变化量的自适应定值，应设置为可承受一定的雷击过电压； 由此可以得到一条折线，利用该折线可以由电压比确定电压变化率。
【文档编号】H02H9/00GK103580012SQ201310563749
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年11月14日 优先权日:2013年11月14日
【发明者】郑伟, 周全, 张楠, 王钢, 李海锋, 武霁阳 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