[发明专利]一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法

权利要求书

1.一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，高压直流输电系统包括直流输电线路及其两端的换流站，直流输电线路包括正极、负极输电线路；所述利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法具体包括：

步骤一，从整流侧本极直流输电线路电气量测量装置中获得电气量信号；

步骤二，根据步骤一获得的电气量信号计算本极线路突变电气量，本极线路突变电气量大于故障选极起动门槛值时，执行步骤三；

步骤三，利用步骤一中获得的电气量信号，通过低通数字滤波器，获得本极直流输电线路低频电气量；

步骤四，比较本极低频电气量与设定的故障选极门槛值的大小，当本极低频电气量大于设定的故障选极门槛值时，判定本极为输电线路故障极；

正、负极直流输电线路均装设有电气量测量装置；所述电气量测量装置为分流器及分压器；

所设定的故障选极门槛值小于发生输电线路单极最轻微故障时由步骤三计算的故障极线路低频电气量，并且大于输电线路单极最严重故障时由步骤三计算的健全极线路低频电气量。

2.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，步骤二中的故障选极起动门槛值由输电线路参数及正常运行时额定电气量决定；步骤四中的故障选极门槛值由输电线路参数及正常运行时额定电气量决定。

3.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，步骤二中的故障选极起动门槛值为I_{set_s}＝0.10*I_e或U_{set_s}＝0.10*U_e；其中，I_e、U_e为直流输电系统额定电流、电压。

4.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，步骤四中的故障选极门槛值为I_set＝0.15*I_e或U_set＝0.25*U_e；其中，I_e、U_e为直流输电系统额定电流、电压。

5.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，步骤二、三、四中的电气量信号为电流信号或电压信号；步骤二中的突变电气量利用故障电气量减去故障前电气量得到；步骤三中的低频电气量利用采样的电气量通过低通数字滤波器滤波得到。

6.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，其中步骤二按照以下方法进行：根据公式(4)或公式(5)计算突变电气量，当突变电气量大于故障选极起动门槛值时判定起动故障极判别元件；

公式(4)、(5)左边分别为直流输电线路突变量电流、电压，公式(4)、(5)右边分别为故障选极起动元件电流、电压门槛值；

Δi_φ(k)>I_{set_s}(4)

Δu_φ(k)>U_{set_s}(5)

其中：φ＝p,n，分别表示正极电流、负极电流；k＝1，2，…，N为采样点，突变量电流Δi_φ(k)＝i_φ(k)-I_φ，i_φ(k)为直流输电线路电流采样值，I_φ为直流输电系统正常运行时电流量；突变量电压Δu_φ(k)＝u_φ(k)-U_φ，u_φ(k)为直流输电线路电压采样值，U_φ为直流输电系统正常运行时的电压量；起动门槛值I_{set_s}＝0.10*I_e，U_{set_s}＝0.10*U_e，其中，I_e、U_e为直流输电系统额定电流、电压。

7.根据权利要求1所述的一种利用单极电气量的高压直流输电线路故障极判别方法，其特征在于，其中步骤三、四按照以下方法进行：根据公式(6)或公式(7)计算低频电气量，当低频电气量大于故障选极门槛值时判定为故障极，公式(6)、(7)左边分别为直流输电线路低频电流、电压，公式(6)、(7)右边分别为故障选极元件电流、电压门槛值；

I_{L_φ}(k)>I_set(6)

U_{L_φ}(k)>U_set(7)

其中：φ＝p,n，分别表示正极电流、负极电流；k＝1，2，…，N为采样点，I_{L_φ}(k)、U_{L_φ}(k)为直流线路采样电流、电压信号通过低通数字滤波器滤波得到的低频电流、电压，其中低通数字滤波器截止频率为300Hz；故障选极门槛值I_set＝0.15*I_e，U_set＝0.25*U_e。