[发明专利]一种分段式阀组直流差动保护方法

说明书

技术领域

本发明是一种分段式阀组直流差动保护方法，属于分段式阀组直流差动保护方法的改造技术。

背景技术

电力系统直流工程领域为保障设备安全运行，在直流系统故障情况下，通过继电保护等措施，可快速隔离故障。其中直流阀组是运行中的关键设备，通常采用过流保护、差动保护、谐波分量、直流低电压等继电保护方法加以解决。

其中阀组差动保护在工程中广泛使用，但在实际运行过程中，由于现场运行工况复杂，系统边界条件随直流输送功率大小、交流系统阻抗容量大小、直流控制响应特性，以及直流系统配置方式有关，因此出现过多次阀组差动保护误动的情况，造成直流闭锁，损失系统电量，并危及系统稳定安全。

原阀组差动保护原理：采用一段式差流保护，即直流阀组直流高压出线电流与直流阀组中性母线侧出线电流的差值，当差值大于某给定值时，认为本直流极故障，保护延时出口，停止阀的触发脉冲，紧急闭锁该故障极，断开阀组与直流线路和接地极的物理联系，跳开交流侧开关。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种分段式阀组直流差动保护方法。本发明对于原有的阀组差动保护的保护范围内故障，仍能正确动作，无拒动情况。解决了原有阀组差动保护在金属回线逆变侧发生故障时的误动行为。

本发明的技术方案是：本发明分段式阀组直流差动保护方法，包括有如下步骤：

1）确定保护分段及分段定值，以及延时；

2）确定保护各段的制动斜率特性；

3）采取各段非积分特性；

4）建立电磁暂态模型；

5）根据不同故障方式，验证保护性能满足要求。

上述步骤1）确定采用三段式保护逻辑，分别为保护I段、保护II段、保护III段，其中保护I段为告警段，保护II段为速动段，保护III段为灵敏段。

上述保护I段的定值为0.03p.u.，延时为0-4s。

上述保护II段的定值为0.15-0.4p.u.，延时为5ms。

上述保护III段的定值为0.05p.u.，延时为100-200ms。

上述保护II段、保护III段使用制动特性，斜率取0.15-0.2。

上述保护I段、保护II段、保护III段均采用非积分特性。

上述步骤5）故障点选取分别为直流换流变压器二次及直流阀组对地和出线处对地故障点。

上述步骤5）通过电磁暂态仿真，针对典型的直流输电工程模型相关故障点仿真验证，确定本发明中的保护定值满足性能要求。

本发明由于采用的结构，与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1）对于原有的阀组差动保护的保护范围内故障，仍能正确动作，无拒动情况。

2）对于金属性接地故障，本保护均能正确不动作，没有误动情况。

3）对于F4、F5、F7点发生故障时，由于差流有返回的情况，告警段不会动作；而保护III段，其动作时间均不满足要求，保护不动作。

4）解决了原有阀组差动保护在金属回线逆变侧发生故障时的误动行为。

本发明是一种设计巧妙，性能优良，方便实用的分段式阀组直流差动保护方法。

附图说明

图1为本发明实施例的直流系统双极运行的框架图；

图2为本发明实施例的直流系统单极大地接线方式的框架图；

图3为本发明实施例的直流系统单极金属接线方式的框架图；

图4为本发明实施例±500kV直流工程中电磁暂态仿真下的故障点的示意图；

图5为本发明实施例±800kV直流工程中电磁暂态仿真下的故障点的示意图。

具体实施方式

实施例：

本发明的结构示意图如图1、2、3所示，本发明分段式阀组直流差动保护方法，包括有如下步骤：

1）确定保护分段及分段定值，以及延时；

2）确定保护各段的制动斜率特性；

3）采取各段非积分特性；

4）建立电磁暂态模型,执行EMTDC电磁暂态仿真，观察测量信号曲线，验证定值选取是否合理。

5）根据不同故障方式，验证保护性能满足要求。

上述步骤1）确定采用三段式保护逻辑，分别为保护I段、保护II段、保护III段，其中保护I段为告警段，保护II段为速动段，保护III段为灵敏段。

上述保护I段的定值为0.03p.u.，延时为0-4s。

上述保护II段的定值为0.15-0.4p.u.，延时为5ms。