高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法。直流差動保護采用三段式保護方式，包括保護I段、II段、III段，其整定方法包括有如下過程：1)保護輸入量經過低通濾波器(1)濾波后再經過減法器(2)，最后取絕對值得到保護輸入量；2)上述保護輸入量與I段比較器(3)的定值比較，如果大于定值，經過延時時間T1觸發(fā)TFR錄波；3)上述保護輸入量與II段比較器(4)的定值比較，如果大于定值，經過延時時間T2，啟動緊急停機順序；4)上述保護輸入量與III段比較器(5)的定值比較，如果大于定值，經過延時時間T3，啟動緊急停機順序。本發(fā)明不僅實現換流器接地故障的主保護，而且避免系統(tǒng)擾動時測量元件暫態(tài)特性不一致導致保護誤動，提高了可靠性。
【專利說明】 高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明是一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，屬于高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法的創(chuàng)新技術。
[0002]【背景技術】
高壓直流輸電系統(tǒng)保護作為保護一次設備安全和避免故障擴大的措施，其性能如何，直接影響到整個直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定可靠運行。高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護功能是換流器接地故障時保護換流器，區(qū)外交流系統(tǒng)和直流線路發(fā)生故障不能誤動。原直流差動保護采用圖2所示的原理，不僅定值小，而且具有積分特性、延時時間短，不能滿足直流差動保護區(qū)外正確不動作的要求，防誤動能力比較差:2012年9月12日楚穗直流穗東站因交流系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后，測量元件暫態(tài)特性不一致導致極I直流差動保護誤動作。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的在于考慮上述問題而提供一種能滿足保護可靠、靈敏性要求的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法。
[0004]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護采用三段式保護方式，包括保護I段，即告警段，警示運行人員和提供現場錄波數據；保護II段，即速動段；保護III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法包括有如下過程:
1)保護輸入量經過低通濾波器濾波后再經過減法器，最后取絕對值得到保護輸入
量;
2)上述保護輸入量與I段比較器的I段保護定值比較，如果保護輸入量大于I段保護定值，經過延時時間Tl啟動TFR錄波,提供現場錄波分析數據；
3)上述保護輸入量與II段比較器的II段保護定值比較，如果保護輸入量大于II段保護定值，經過延時時間T2，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作定值，延時T2小于避免導致?lián)Q流閥過載能力時間；
4)上述保護輸入量與III段比較器的III段保護定值比較，如果保護輸入量大于III段保護定值，經過延時T3，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值為保護典型最小定值，延時T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作時間。
[0005]上述步驟2)過程中，I段保護定值為0.03，延時時間Tl為4s。
[0006]上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作的定值，包括如下步驟:
O建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側各換流器接地故障點進行驗算；
3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
[0007]上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運行逆變側換流器中點接地故障可靠動作定值為0.15-0.35。[0008]上述步驟3)過程中，II段保護定值最小為0.15-0.35，延時時間T2為5ms，T2由換流閥的過載能力決定。
[0009]上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作延時，包括如下步驟:
O建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側換流器接地故障點進行驗算；
3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
[0010]上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運行整流側換流器側單相接地故障保護可靠動作延時范圍為100-170ms ；
上述步驟4)過程中，III段保護定值最小為保護典型最小定值0.05，延時時間T3為100_170ms。
[0011]上述步驟I)過程中低通濾波器為250Hz低通濾波器，保護輸入量為換流閥高壓側電流IdCH、換流閥低壓側電流IdCN。
[0012]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護采用三段式保護方式，包括保護I段，即告警段，警示運行人員和提供現場錄波數據；保護II段，即速動段，取消積分特性，提高定值并與最小運行工況換流器接地故障可靠動作配合，動作延時時間與換流閥過載能力配合；保護III段，即靈敏段，定值為保護典型最小定值，動作延時時間與最嚴酷運行方式時換流器接地故障配合。避免交流系統(tǒng)發(fā)生故障時不誤動，以克服現有技術的不足之處。本發(fā)明是一種有效的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明保護整定方法的示意圖；
圖2為原直流差動保護原理圖。
【具體實施方式】
[0014]實施例:
本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法原理圖如圖1所示。
[0015]本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，本發(fā)明高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護采用三段式保護方式，包括保護I段，即告警段，警示運行人員和提供現場錄波數據；保護II段，即速動段；保護III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法包括有如下過程:
1)保護輸入量經過低通濾波器濾波后再經過減法器，最后取絕對值得到保護輸入量；本實施例中，保護輸入量為87DCM輸入量，87DCM輸入量具體為換流閥高壓側電流IdCH及換流閥低壓側電流IdCN，換流閥高壓側電流IdCH及換流閥低壓側電流IdCN經過250Hz低通濾波器I濾波后再經過減法器2，最后取絕對值得到直流差動保護輸入量；
2)上述直流差動保護輸入量與I段比較器3中的I段保護定值比較，如果大于定值，經過延時時間Tl啟動TFR錄波,提供現場錄波分析數據；
3)上述保護輸入量與II段比較器4的II段保護定值比較，如果大于定值，經過延時時間T2，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作定值，延時T2小于避免導致?lián)Q流閥過載能力時間；
4)上述保護輸入量與III段比較器5的III段保護定值比較，如果大于定值，經過延時T3，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值為保護典型最小定值，延時T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作時間。
[0016]上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作的定值，包括如下步驟:
O建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側各換流器接地故障點進行驗算；
3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
[0017]上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運行逆變側換流器中點接地故障可靠動作定值為0.15-0.35 ；
上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作延時，包括如下步驟:
O建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)；
2)不同運行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側換流器接地故障點進行驗算；
3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
[0018]上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運行整流側換流器側單相接地故障保護可靠動作延時范圍為100-170ms。
[0019]本實施例中，考慮定值和延時時間需留有一定裕度，上述步驟2)過程中定值為
0.03，延時時間Tl為4s ;上述步驟3)過程中定值最小為0.15/0.2，高壓直流為0.15，特高壓直流為0.2，延時時間T2為5ms ;上述步驟4)過程中定值最小為保護典型最小定值0.05，延時時間T3為150msο
【權利要求】
1.一種高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護采用三段式保護方式，包括保護I段，即告警段，警示運行人員和提供現場錄波數據；保護II段，即速動段；保護III段，即靈敏段；高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法包括有如下過程: 1)保護輸入量經過低通濾波器(I)濾波后再經過減法器(2)，最后取絕對值得到保護輸入量; 2)上述保護輸入量與I段比較器(3)的I段保護定值比較，如果保護輸入量大于I段保護定值，經過延時時間Tl啟動TFR錄波，提供現場錄波分析數據； 3)上述保護輸入量與II段比較器(4)的II段保護定值比較，如果保護輸入量大于II段保護定值，經過延時時間T2，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作定值，延時T2小于避免導致?lián)Q流閥過載能力時間； 4)上述保護輸入量與III段比較器(5)的III段保護定值比較，如果保護輸入量大于III段保護定值，經過延時T3，啟動直流相應極緊急停機順序，最小定值為保護典型最小定值，延時T3取最苛刻工況換流器接地故障可靠動作時間。
2.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟2)過程中，I段保護定值為0.03，延時時間Tl為4s。
3.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟3)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作的定值，包括如下步驟: 1)建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)； 2)不同運行工況下不同接線方式掃描`整流、逆變側各換流器接地故障點進行驗算； 3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
4.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述最苛刻工況金屬回線方式最小工況運行逆變側換流器中點接地故障可靠動作定值為0.15-0.35。
5.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟3)過程中，II段保護定值最小為0.15-0.35，延時時間T2為5ms，T2由換流閥的過載能力決定。
6.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟4)過程中確定最苛刻工況換流器接地故障形式及其保護可靠動作延時，包括如下步驟: O建立包含主設備詳細模型的高壓直流輸電系統(tǒng)仿真系統(tǒng)； 2)不同運行工況下不同接線方式掃描整流、逆變側換流器接地故障點進行驗算； 3)根據驗算的結果確定動作行為和保護定值。
7.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述最苛刻工況金屬回線方式額定工況運行整流側換流器側單相接地故障保護可靠動作延時范圍為 100-170ms。
8.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟4)過程中，III段保護定值最小為保護典型最小定值0.05，延時時間T3為100-170ms。
9.根據權利要求1所述的高壓直流輸電系統(tǒng)直流差動保護整定方法，其特征在于上述步驟I)過程中低通濾波器為250Hz低通濾波器，保護輸入量為換流閥高壓側電流IdCH、換流閥低壓側電流IdCN。
【文檔編號】H02H7/26GK103762561SQ201410010737
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月10日 優(yōu)先權日:2014年1月10日
【發(fā)明者】關紅兵, 黃立濱, 黃佳胤, 王向朋, 田慶, 黃華 申請人:南方電網科學研究院有限責任公司