一种特高压直流分层接入系统100Hz谐波保护方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，属于特高压直流输电保护系统技术领域。
【背景技术】
[0002]特高压直流10Hz谐波保护是特高压直流输电系统中重要的保护功能，作为交流系统故障的后备保护，防止直流设备长时间流过10Hz谐波电流造成的危害。当发生交流系统故障后，直流系统中含有较大的10Hz谐波电流，当谐波电流大于动作定值时，经过一定的延时输出保护动作信号，发出切换控制系统、降电流或移相闭锁直流输电系统。
[0003]现有的10Hz谐波保护方法仅判断谐波电流值的大小，当谐波电流大于一定的定值时，经过相应的延时后输出保护动作信号；但在特高压直流分层接入系统下，由于主接线方式的改变，高、低端阀组接入两个不同的交流系统网，各交流系统故障均能产生10Hz谐波电流，故原判据不能有效的识别故障区，任一交流系统故障均满足原判据，极保护装置中的10Hz谐波保护动作，闭锁高、低端阀组，造成非故障阀组停运，不能满足保护的基本设计原则。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，以解决现有谐波保护导致非故障阀组保护误动作，造成非鼓掌阀组停运的问题。
[0005]本发明为解决上述技术问题提供了一种特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，该谐波保护方法的步骤如下:
[0006]I)采集阀组网侧三相电压和中性母线电流，并提取出中性母线电流中二次谐波分量;
[0007]2)判断阀组网侧三相电压和提取出的中性母线电流中二次谐波分量是否满足下列条件，
[0008]Uabc < Δ
[0009]IDNC_100Hz > Δ +K* | IDNC
[0010]其中Uabc为采集的阀组网侧三相电压，IDNC_100Hz为提取出的中性母线电流中二次谐波分量，A为常数定值，K为比率制动系数；
[0011]3)若上述条件均满足，则谐波保护动作。
[0012]所述步骤3)中的谐波保护分为三段，每段的延时和动作策略分别为:
[0013]第一段动作延时为Tl，动作策略为:切换控制系统；
[0014]第二段动作延时为T2，动作策略为:降电流；
[0015]第三段动作延时为T3，动作策略为:移相闭锁，同时跳开交流断路器。
[0016]所述的动作延时Tl、T2和T3的关系如下:T1〈T2〈T3。
[0017]所述的动作延时Tl、Τ2和Τ3分别为:ls、7s、10s。
[0018]所述提取出的中性母线电流中二次谐波分量IDNC_100Hz的带宽为80Hz?120Hz。
[0019]所述的10Hz谐波保护由阀组保护装置实现。
[0020]本发明的有益效果是:本发明首先采集阀组网侧三相电压和中性母线电流，并提取出中性母线电流中二次谐波分量；然后判断阀组网侧三相电压和提取出的中性母线电流中二次谐波分量是否满足设定条件；若设定条件均满足，则谐波保护动作。此外，为了进一步提高系统的可靠性，本发明将谐波保护进行分段处理，不同延时采用不同的动作策略。本发明所提出的保护方法能够快速、准确地判断故障，避免非故障阀组保护误闭锁，提高了保护系统的可靠性。
【附图说明】
[0021]图1是常规特高压主回路及测点示意图；
[0022]图2是本发明特高压分层接入系统主回路及测点示意图；
[0023]图3是本发明100HZ谐波保护方法的逻辑实现框图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图对本发明的【具体实施方式】做进一步的说明。
[0025]本发明所采用的特高压分层接入系统主回路及测点如图2所示，高、低端阀组分层接入不同的交流系统，基于该系统，本发明首先采集阀组网侧三相电压和中性母线电流，并提取出中性母线电流中二次谐波分量；然后判断阀组网侧三相电压和提取出的中性母线电流中二次谐波分量是否满足设定条件；若设定条件均满足，则谐波保护动作。本发明可以用嵌入式工业控制平台或PC装置来实现，此两种装置是高压直流输电领域常用的装置。保护装置首先采集本端阀组接入的交流系统网侧三相电压Uabc和中性母线电流IDNC，然后通过带通滤波器提取出中性母线电流中的二次谐波分量IDNC_100Hz，然后按照保护的逻辑框图(如图3所示)进行逻辑判断和处理。该方法的具体实施过程如下:
[0026]1、采集本端阀组接入的交流系统网侧三相电压Uabc和中性母线电流IDNC，然后通过带通滤波器提取出中性母线电流中的二次谐波分量IDNC_100Hz，其带宽为80Hz?120Hz ο
[0027]2、10Hz谐波保护的保护判据为:
[0028]IDNC_100Hz > Δ +K* | IDNC | &Uabc < Δ，
[0029]其中Δ为常数定值，K为比率制动系数。
[0030]3、若满足保护判据，则谐波保护动作。
[0031]本发明将10Hz谐波保护分为三段，每段具有相同的判据和保护定值，但延时和动作策略不同，三段对应的判据、延时和动作策略分别为:
[0032]I) IDNC_100Hz > Δ +K* | IDNC | &Uabc < Δ ;延时 Tl ;动作策略:切换控制系统；Δ为常数定值，K为比率制动系数，Tl为第一段动作延时；
[0033]2) IDNC_100Hz > Δ+K* | IDNC | &Uabc < Δ ;延时 Τ2 ;动作策略:降电流；T2 为第二段动作延时；
[0034]3) IDNC_100Hz > Δ +K* | IDNC | &Uabc < Δ ;延时 Τ3 ;动作策略:移相闭锁，同时跳开交流断路器；T3为第三段动作延时。
[0035]动作延时Tl、T2和T3依次增大，即T1〈T2〈T3，Tl、Τ2和Τ3典型时间分别为:1s、7s、10s，依次增大。
[0036]本发明首次完整地提出了特高压直流分层接入系统方式下10Hz谐波保护的实现方法及配置策略，包括实现方法采集的模拟信号、保护判据、保护分段及对应的保护动作策略，并将10Hz谐波保护由极保护装置实现改为阀组保护装置中。
【主权项】
1.一种特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，该谐波保护方法的步骤如下: 1)采集阀组网侧三相电压和中性母线电流，并提取出中性母线电流中二次谐波分量； 2)判断阀组网侧三相电压和提取出的中性母线电流中二次谐波分量是否满足下列条件， Uabc < ΔIDNC_100Hz > Δ +K*|IDNC 其中Uabc为采集的阀组网侧三相电压，IDNC_100Hz为提取出的中性母线电流中二次谐波分量，A为常数定值，K为比率制动系数； 3)若上述条件均满足，则谐波保护动作。2.根据权利要求1所述的特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，所述步骤3)中的谐波保护分为三段，每段的延时和动作策略分别为: 第一段动作延时为Tl，动作策略为:切换控制系统； 第二段动作延时为T2，动作策略为:降电流； 第三段动作延时为T3，动作策略为:移相闭锁，同时跳开交流断路器。3.根据权利要求2所述的特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，所述的动作延时Tl、T2和T3的关系如下:T1〈T2〈T3。4.根据权利要求3所述的特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，所述的动作延时Tl、Τ2和Τ3分别为:1s、7s、10s。5.根据权利要求3所述的特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，所述提取出的中性母线电流中二次谐波分量IDNC_100Hz的带宽为80Hz?120Hz。6.根据权利要求3所述的特高压直流分层接入系统10Hz谐波保护方法，其特征在于，所述的10Hz谐波保护由阀组保护装置实现。
【专利摘要】本发明涉及一种特高压直流分层接入系统100Hz谐波保护方法，属于特高压直流输电保护系统技术领域。本发明首先采集阀组网侧三相电压和中性母线电流，并提取出中性母线电流中二次谐波分量；然后判断阀组网侧三相电压和提取出的中性母线电流中二次谐波分量是否满足设定条件；若设定条件均满足，则谐波保护动作。此外，为了进一步提高系统的可靠性，本发明将谐波保护进行分段处理，不同延时采用不同的动作策略。本发明所提出的保护方法能够快速、准确地判断故障，避免非故障阀组保护误闭锁，提高了保护系统的可靠性。
【IPC分类】H02H3/52
【公开号】CN105226607
【申请号】CN201510694915
【发明人】吴庆范, 黄金海, 张爱玲, 曹森, 王柏恒, 王胜, 周群英, 冯广涛, 周仁伟, 庞科伟, 康建爽, 张绍军, 罗磊, 田培涛, 范子强, 许朋见, 付艳, 王长久, 范雪峰
【申请人】许继电气股份有限公司, 许继集团有限公司, 国家电网公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年10月22日