一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致hvdc停運的實現(xiàn)方法
【專利摘要】一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，該方法在交流側(cè)對二次諧波的正序、負序特性進行了檢測；對傳統(tǒng)的100Hz保護進行了修改，分離出了優(yōu)化后的100Hz和新增的150Hz保護，兩種保護可以可以精確的處理交流側(cè)二次負序諧波對直流側(cè)的影響。通過動作電流和動作時間整定值的調(diào)整，減小了停運概率，即使是必須動作停運，也能先單極停運轉(zhuǎn)移負荷至另一極。動作整定值下限依據(jù)能夠檢測到直流電流連續(xù)斷續(xù)確定，上限定值考慮換流站電氣設(shè)備的諧波耐受能力；對原有50Hz保護也作出了相應(yīng)的調(diào)整，更好的分別區(qū)內(nèi)和區(qū)外保護動作，更精確應(yīng)對交流側(cè)的二次正序諧波影響。本發(fā)明能夠減少交流系統(tǒng)的二次諧波對HVDC造成的停運影響，明顯減小停運次數(shù)，降低停運損失。
【專利說明】-種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的方法，屬于保護系統(tǒng)的 優(yōu)化。

【背景技術(shù)】
[0002] 大容量變壓器檢修后空投合閘充電，產(chǎn)生很大的勵磁涌流，會在網(wǎng)側(cè)產(chǎn)生很大的 諧波，主要是二次負序諧波。對于我國西北地區(qū)的弱交流系統(tǒng)，沒有太強的電網(wǎng)支撐，容易 產(chǎn)生二次諧波傳遞放大，而西北電網(wǎng)又多接有直流工程，二次諧波很容易通過換流閥傳遞 到直流系統(tǒng)，如圖1所示，使得直流系統(tǒng)的三次諧波驟增，造成保護動作被迫單極或雙極停 運。
[0003] 為了保護直流系統(tǒng)免受低次諧波影響，目前的直流系統(tǒng)主要是100Hz保護，主要 作為交流系統(tǒng)單相或相間故障時直流系統(tǒng)的后備保護，避免互聯(lián)電網(wǎng)之間出現(xiàn)持續(xù)功率振 蕩。100Hz保護原有設(shè)計方案的諧波電流采樣帶寬為80Hz?200Hz，包括了 2次和3次諧 波，諧波電流幅值較大時保護動作。這種保護范圍較大，精確性較差，經(jīng)常造成不必要的動 作。
[0004] 另外，換流閥丟失脈沖及交流系統(tǒng)中存在二次正序電壓時，都會在直流側(cè)產(chǎn)生 50Hz的一次諧波電流，出現(xiàn)50Hz功率振蕩。常規(guī)直流工程50Hz保護的目的是作為換流閥 丟脈沖的后備保護，稱作區(qū)內(nèi)保護。在交流系統(tǒng)出現(xiàn)2次諧波正序電壓時，直流出現(xiàn)50Hz 功率振蕩，50Hz保護也會動作，稱作區(qū)外保護。區(qū)外保護目的是為了避免互聯(lián)電網(wǎng)之間出現(xiàn) 持續(xù)功率振蕩，危害藏中電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行，同時保證直流自身設(shè)備不受危害。
[0005] 對于類似于我國西北電網(wǎng)的弱電網(wǎng)，本地電網(wǎng)較弱，且同時接有高壓直流輸電工 程。很容易由于交流系統(tǒng)二次諧波的影響造成閉鎖停運。因此很有必要發(fā)明出來一種能夠 精確處理各次諧波影響的保護系統(tǒng)，保證電網(wǎng)穩(wěn)定運行。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是提供一種避免交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法。該 方法能夠較好處理由于交流系統(tǒng)二次諧波引起的HVDC停運問題，對直流系統(tǒng)的一次、二 次、三次諧波準確的檢測和處理。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案包括如下步驟：
[0008] (1)將HVDC直流側(cè)的100Hz保護的檢測帶寬從80Hz?200Hz調(diào)整為80Hz? 120Hz。如圖2所示。
[0009] (2)原先的100Hz保護電流整定值不變，時間整定值考慮到直流一極故障后，另一 極功率轉(zhuǎn)代成功，可有效減少雙極同時停運的幾率，因此兩極保護宜采用不同跳閘時間，即 一極先動作，另一極后動作。建議一極跳閘時間為3秒，另一極跳閘時間為6s。
[0010] (3)單獨設(shè)置150Hz保護，諧波電流檢測帶寬調(diào)整為130Hz?170Hz，如圖3所示。
[0011] (4)作為新設(shè)置的保護，如果檢測到交流側(cè)二次諧波為負序，則選擇150Hz保護， 其整定值為：ID150Hz= 0. 85*ID，同時保護定值設(shè)定一個上限和一個下限，下限依據(jù)能夠 檢測到直流電流連續(xù)斷續(xù)確定，上限依據(jù)設(shè)備耐受能力確定。
[0012] (5) 150Hz保護時間定值為0. 35秒切換系統(tǒng)，兩極采用不同的跳閘時間，即一極為 3秒，另一極為6秒。
[0013] (6)優(yōu)化原先50Hz保護，如果交流側(cè)二次諧波為正序，通過檢測交流系統(tǒng)2次諧波 電壓正序分量確定是區(qū)內(nèi)保護還是區(qū)外保護。確定采用3%作為區(qū)分區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故 障的邊界條件。在交流系統(tǒng)2次諧波正序分量小于3%時，采用區(qū)內(nèi)保護；大于等于3%時 采用區(qū)外保護。
[0014] (7)當二次諧波正序分量彡3%時，50Hz作為區(qū)外保護對待，定值為：ID5QHz = 0. 85*ID，同時保護定值設(shè)定一個上限和一個下限，下限依據(jù)能夠檢測到直流電流連續(xù)斷續(xù) 確定，上限依據(jù)換流站電氣設(shè)備的諧波耐受能力。
[0015] (8)同150Hz-樣，兩極米用不同跳閘時間定值，一極為3秒，另一極為6秒。
[0016] 按照上述步驟進行判斷，無論是交流側(cè)變壓器空投合閘，還是換流閥脈沖丟失等 情況產(chǎn)生的二次諧波，都能精確的判斷。保證保護不會盲目動作造成HVDC停運。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017] 圖1為變壓器空投產(chǎn)生二次諧波傳遞到直流側(cè)產(chǎn)生的諧波幅值。圖中，橫軸分別 為頻率和諧波次數(shù)；縱軸為諧波幅值。
[0018] 圖2為調(diào)整后100Hz保護幅頻特性曲線。
[0019]圖3為新增150Hz保護幅頻特性曲線。

【具體實施方式】
[0020] 以下對本發(fā)明作進一步說明：為了保證交流側(cè)二次諧波對直流系統(tǒng)的所有影響都 有對應(yīng)的保護，本發(fā)明需要對二次諧波的特性和直流側(cè)保護作出特定的調(diào)整。
[0021] (1)在換流站交流側(cè)對二次諧波進行特性檢測，尤其是其正序、負序特征。
[0022] (2)原有的100Hz保護具體參數(shù)如表1，其動作電流為ID_Zamp > 0. 2*ID+0. 06*ID_式中ID1(l(IHzMP為直流諧波電流峰值；ID為實際運行電流；IDM為額定直 流電流
[0023]表1:
[0024]

【權(quán)利要求】
1. 一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，其特征在于：將原有的 100化保護分成兩個保護，并同時優(yōu)化原有的50化保護。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法， 其特征是：改變原有100化保護的檢測帶寬，從80化?200化調(diào)整為80化?120Hz。原先 的100化保護電流定值不變，時間定值考慮到直流一極故障后，另一極功率轉(zhuǎn)代成功，可有 效減少雙極同時停運的幾率，因此兩極保護宜采用不同跳間時間，即一極先動作，另一極后 動作。建議一極跳間時間為3砂，另一極跳間時間為6s。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，其 特征是：單獨設(shè)置150化保護，諧波電流檢測帶寬調(diào)整為130化?170Hz。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，其 特征是；150化保護的定值為；IDiwh, = 0. 85*10,同時保護定值設(shè)定一個上限和一個下限， 下限依據(jù)能夠檢測到直流電流連續(xù)斷續(xù)確定，上限定值考慮換流站電氣設(shè)備的諧波耐受能 力。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法， 其特征是；150化保護時間定值為0. 35砂切換系統(tǒng)，兩極采用不同的跳間時間，即一極為3 砂，另一極為6砂。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，其 特征是：優(yōu)化原先50化保護，通過檢測交流系統(tǒng)2次諧波電壓正序分量確定是區(qū)內(nèi)保護還 是區(qū)外保護。確定采用3%作為區(qū)分區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障的邊界條件。在交流系統(tǒng)2次 諧波正序分量小于3%時，采用區(qū)內(nèi)保護；大于等于3%時采用區(qū)外保護。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基一種減少交流系統(tǒng)二次諧波導(dǎo)致HVDC停運的實現(xiàn)方法，其 特征是；當二次諧波正序分量> 3%時，50化作為區(qū)外保護對待，定值為；1〇5。8, = 0. 85*ID， 同時保護定值設(shè)定一個上限和一個下限，下限依據(jù)能夠檢測到直流電流連續(xù)斷續(xù)確定，上 限考慮換流站電氣設(shè)備的諧波耐受能力。
【文檔編號】H02H7/26GK104348178SQ201310321210
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】馬淑菁, 宋銳, 孔祥鵬, 孟可風, 董開巖, 叢貴斌, 梁英, 趙世昌, 王軒, 李春來, 楊立濱, 張 杰, 劉可, 楊軍, 李正曦, 車克杉, 楊文麗, 高宇 申請人:國網(wǎng)青海省電力公司, 國網(wǎng)青海省電力公司電力科學(xué)研究院, 華北電力大學(xué), 國網(wǎng)甘肅省電力公司電力科學(xué)研究院