[发明专利]高压直流输电系统高压电容器不平衡保护方法

说明书

技术领域

本发明属于高压直流输电系统继电保护技术领域，特别涉及高 压直流输电系统高压电容器不平衡保护方法，属于高压直流输电系统 高压电容器不平衡保护方法的创新技术。

背景技术

在高压直流输电系统(简称HVDC(High Voltage Direct Current) 系统)的交/直流滤波器的投资中，高压电容器的投资占了大部分。 交/直流滤波器的高压电容器分别承受了交流母线的工频压降和直流 线路的直流压降，此外它们还承受了大部分谐波压降，当高压电容器 内有元件短路或断路时，其它正常的电容元件承受的电压升高，容易 引发电容元件损坏的雪崩效应。实际运行表明，高压电容器是滤波器 中故障率最高的设备。因此及时检测高压电容器内部元件的损坏故障 对保障高压电容器乃至HVDC系统的安全稳定运行都是必要的。

由于在电容器运行期间测量电容器的电容值存在一定困难，为了 检测电容器的内部损坏故障，HVDC工程中的高压电容器通常采用H 形接线或分支接线形式。由于单个电容元件的额定电压、电流和容量 难以满足应用要求，1个支路电容器需要将多个电容器单元以一定的 串并联方式连接起来。目前交/直流滤波器中多选用内熔丝电容器单 元。

一般采用电容器不平衡保护检测电容器内部元件的故障。目前， HVDC系统的保护研究主要集中于换相失败预测保护、行波保护和 100Hz保护等。已有文献中的电容器不平衡保护多着重于研究电容器 三相不平衡的检测，而HVDC系统中的电容器不平衡保护需要检测单 相电容器各支路间的不平衡。

在一些HVDC工程中，高压电容器不平衡保护通过检测不平衡电 流的有效值识别电容器的内部故障。但是，不平衡电流受交直流系统 运行方式及频率的影响，变化范围较大。在电容器相同损坏的情况下， 采用固定门槛的不平衡保护难以满足要求。还有一些工程中通过计算 特定次数谐波的不平衡电流与同频率的滤波器电流的比值，检测电容 器的内部故障。实际运行表明，基于这一原理的电容器不平衡保护在 电容器内部少量元件损坏的情况下曾经几次拒动，给高压电容器的安 全稳定运行带来了隐患。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种高压直流输电系统 高压电容器不平衡保护方法。本发明方便实用。

本发明的技术方案是：本发明的高压直流输电系统高压电容器 不平衡保护方法，包括如下步骤：

1)分析高压直流输电系统高压电容器在故障发展过程中电容元 件击穿时的不平衡电流；

2)判断高压直流输电系统高压电容器的对称或不对称故障；

3)针对对称和不对称故障，提出相应的整定原则及动作策略。

上述高压电容器包括有H形接线形式的电容器及分支接线形式 的电容器。

上述H形接线形式的电容器，对于不对称故障，采用脉冲检测法， 即利用不平衡电流和总电流比值的变化量来确定电容器故障。

上述脉冲检测法的具体方法是：

根据单个支路电容器故障时，损坏X个内部电容元件时产生的 不平衡电流设置告警段和延时动作段，保护的动作方程如式(1)所示， 且根据电容元件承受的最大电压应力确定保护的动作时间，根据1行 电容元件短路时产生的不平衡电流设置速动段，保护的动作方程如式 (2)所示，

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