一种互用接地极接线结构及双极中性线差动保护动作方法与流程

本发明涉及一种特高压直流工程领域，特别是关于一种双回直流的互用接地极接线结构及双极中性线差动保护动作方法。

背景技术：

接地极是高压直流输电中的一个重要组成部分，为直流回路提供零电位钳制点，且在单极大地回线运行时，通过接地极和大地构成回路。现有技术特高压直流工程采用整流站、直流线路、接地极线路和逆变站组成。一旦接地极不可用(发生故障或者检修)，则直流被迫停运。为了降低工程停运率，提高经济效益，对于站址邻近的两个直流工程可以互用接地极，当其中一个直流工程的接地极不可用时，借用另一工程的接地极构成输电回路，正常输送功率。为了达到上述目的，如图1所示，站址临近的两个直流工程可以设置互用接地极连接回路以及相关的转换开关、刀闸等设备，实现接地极的互用，提高直流运行可靠性和经济效益。

当两回直流互用接地极时，由于改变了双极及接地极区的接线形式，该区域的保护配置及动作策略也需调整。双极中性线差动保护作为双极区的重要保护，用于检测从中性母线到接地极线引线之间的接地故障，当两回直流互用接地极时，需要调整其保护动作策略，以适应新的接线形式。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是提供一种互用接地极接线结构及双极中性线差动保护动作方法，其能保证保护无死区，确保双回直流互用接地极时安全可靠运行。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种互用接地极接线结构，其设置在回一直流与回二直流之间的接地极连接线上，其特征在于包括第一隔离刀闸、第二隔离刀闸、第三隔离刀闸、ebs、第一ide_obp和第二ide_obp；其中，ebs为接地极连接线开关，ide_obp为互用接地极电流测量ct；所述回二直流线路上连接有回二直流接地极电路，所述第一隔离刀闸一端与所述回二直流接地极电路一端并联，所述第一隔离刀闸另一端经所述第二隔离刀闸与所述第三隔离刀闸一端串联；所述第三隔离刀闸另一端与连接在所述回一直流线路上的回一直流接地极电路一端并联；位于所述第一隔离刀闸与所述第二隔离刀闸之间串联有所述ebs，位于所述ebs与所述第二隔离刀闸之间设置有所述第二ide_obp；位于所述第三隔离刀闸与所述回一直流线路之间设置有所述第一ide_obp。

进一步，所述第二隔离刀闸与所述第三隔离刀闸之间并联有两个接地支路；所述两个接地支路上均设置有接地刀闸，所述接地刀闸一端连接至所述第二隔离刀闸与所述第三隔离刀闸之间的接地极连接线上，所述接地刀闸另一端接地。

进一步，所述回一直流接地极电路与回二直流接地极电路均经过接地极线路接地。

一种基于上述接线结构的互用接地极时的双极中性线差动保护动作方法，其包括以下步骤：1)当ebs开关处于合位时，两回直流为互用接地极状态；当ebs开关处于分位时，两回直流为接地极独立运行状态；2)当两回直流互用接地极时，将ide_obp纳入两回直流的双极中性线差动保护的判据中；3)互用接地极时，若某回直流双极中性线差动保护动作，则该回直流执行保护动作的同时给与其互用接地极的另一回直流发送动作信号，并判断是否为双极运行；4)若保护仍然动作，则闭锁接地极不可用的直流，判断接地极可用的直流是否为双极运行，并拉开ebs；5)若保护仍然动作，则闭锁接地极可用的直流；6)当两回直流恢复接地极独立运行时，双极中性线差动保护的判据不再采纳ide_obp，其动作策略恢复为独立运行时的策略。

进一步，所述步骤3)中，判断是否为双极运行包括以下步骤：3.1)若该双极中性线差动保护动作回为双极运行，则执行极平衡；若为单极运行，则执行移相重启；3.2)若与其互用接地极的另一回直流为双极运行，则给另一回直流发送极平衡命令；若与其互用接地极的另一回直流为单极运行，则发送移相重启命令。

进一步，所述步骤4)中，判断接地极可用的直流是否为双极运行，包括以下步骤：4.1)若接地极可用的直流为双极运行，则接地极不可用的直流闭锁后，直接拉开ebs；并在此判断保护是否仍然动作，是则闭锁接地极可用的直流，反之则接地极可用的直流正常运行；4.2)若接地极可用的直流为单极运行，则接地极不可用的直流闭锁后，接地极可用的直流执行移相命令，待流过ebs的电流小于预先设定的定值后再拉开ebs。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的互用接地极接线结构可以实现两回直流的接地极互用，当接地极不可用时，借用另一回直流的接地极正常输电，提高了直流输电的经济效益。2、本发明的双极中性线差动保护范围涵盖了双回接地极连接线区域，使得相关保护区域互相交迭，保证了保护无死区，确保双回直流互用接地极时安全可靠运行。3、本发明的保护策略灵活可靠，在清除和隔离故障的同时，尽量保证了非故障回直流系统的正常运行，提高了直流运行的可靠性。

附图说明

图1是互用接地极的两回直流工程主接线示意图；

图2是本发明双回直流互用接地极接线示意图；

图3是本发明互用接地极时双极中性线差动保护动作流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图2所示，本发明提供一种互用接地极接线结构，其设置在回一直流与回二直流之间的接地极连接线上，其包括第一隔离刀闸q31、第二隔离刀闸q32、第三隔离刀闸q33、接地极连接线开关(ebs)、第一ide_obp(回一直流的互用接地极电流测量ct)和第二ide_obp(回二直流的互用接地极电流测量ct)。

回二直流线路上连接有回二直流接地极电路，第一隔离刀闸q31一端与回二直流接地极电路一端并联，第一隔离刀闸q31另一端经第二隔离刀闸q32与第三隔离刀闸q33一端串联。第三隔离刀闸33另一端与连接在回一直流线路上的回一直流接地极电路一端并联。位于第一隔离刀闸q31与第二隔离刀闸q32之间串联有ebs开关；位于ebs与第二隔离刀闸q32之间设置有第二ide_obp；位于第三隔离刀闸33与回一直流线路之间设置有第一ide_obp。

上述实施例中，位于第二隔离刀闸q32与第三隔离刀闸q33之间并联有两个接地支路。两个接地支路上均设置有接地刀闸，接地刀闸一端连接至第二隔离刀闸q32与第三隔离刀闸q33之间的接地极连接线上，接地刀闸另一端接地。

上述各实施例中，回一直流接地极电路与回二直流接地极电路相同，均经过接地极线路接地。

综上，本发明的互用接地极接线结构使用时，当接地极连接线上的第一隔离刀闸q31、第二隔离刀闸q32、第三隔离刀闸q33、ebs开关为闭合状态，接地刀闸为打开状态，互用的接地极为连接状态，故障接地极为隔离状态时，则认为双回直流为互用接地极状态。

如图3所示，基于上述接线结构，本发明还提供一种互用接地极时的双极中性线差动保护动作方法，包括以下步骤：

1)当ebs开关处于合位时，两回直流为互用接地极状态；当ebs开关处于分位时，两回直流为接地极独立运行状态；

2)当两回直流互用接地极时，将ide_obp纳入两回直流的双极中性线差动保护的判据中；

3)互用接地极时，若某回直流双极中性线差动保护动作，则该回直流执行保护动作的同时给与其互用接地极的另一回直流发送动作信号，并判断是否为双极运行；

4)若保护仍然动作，则闭锁接地极不可用的直流，判断接地极可用的直流是否为双极运行，并拉开ebs；

5)若保护仍然动作，则闭锁接地极可用的直流；

6)当两回直流恢复接地极独立运行时，双极中性线差动保护的判据不再采纳ide_obp，其动作策略恢复为独立运行时的策略。

上述步骤3)中，判断是否为双极运行包括以下步骤：

3.1)若该双极中性线差动保护动作回为双极运行，则执行极平衡；若为单极运行，则执行移相重启；

3.2)若与其互用接地极的另一回直流为双极运行，则给另一回直流发送极平衡命令；若与其互用接地极的另一回直流为单极运行，则发送移相重启命令。

上述步骤4)中，判断接地极可用的直流是否为双极运行包括以下步骤：

4.1)若接地极可用的直流为双极运行，则接地极不可用的直流闭锁后，直接拉开ebs；并在此判断保护是否仍然动作，是则闭锁接地极可用的直流，反之则接地极可用的直流正常运行；

4.2)若接地极可用的直流为单极运行，则接地极不可用的直流闭锁后，接地极可用的直流执行移相命令，待流过ebs的电流小于预先设定的定值后再拉开ebs。

上述各实施例仅用于说明本发明，各部件的结构、设置位置及步骤都是可以有所变化的，在本发明技术方案的基础上，凡根据本发明原理对个别部件及步骤进行的改进和等同变换，均不应排除在本发明的保护范围之外。