[发明专利]一种降低交直流系统中方向保护误动率的三相重合时序整定方法

权利要求书

1.一种降低交直流系统中方向保护误动率的三相重合时序整定方法，其特征在于：当交直流系统中逆变侧交流线路发生三相短路故障时，通过逆变器熄弧角判断是否发生换相失败；根据判断结果，计算直流系统等值阻抗；根据直流系统等值阻抗，分别计算健全线路首、末端方向保护的方向元件测量相角；根据测量相角，确定首、末端重合时序；

所述当交直流系统中逆变侧交流线路发生三相短路故障时，通过逆变器熄弧角判断是否发生换相失败，具体为：

交直流系统中逆变侧交流线路发生三相短路故障时，若逆变器熄弧角γ<15°，判断为发生换相失败；若熄弧角γ≥15°，则未发生换相失败；

所述根据判断结果，计算直流系统等值阻抗，具体为：

若判断结果为发生换相失败，则根据式(1)计算直流系统发生换相失败时，直流系统等值阻抗z_dc：

式中，π为圆周率，β为越前触发角，γ为关断角，λ为换相失败后直流电流直流分量相当于正常运行时的倍数，i_dc.eq0为正常运行时的直流电流，u为正常运行状态下逆变侧换流母线电压，Δu为逆变侧换流母线电压故障分量；

若判断结果为未发生换相失败，则逆变侧通常处于定关断角控制方式，根据式(2)计算直流系统等值阻抗z_dc：

式中，x_μ为换相电抗，n_T为换流变压器变比；

所述根据直流系统等值阻抗，分别计算健全线路首、末端方向保护的方向元件测量相角，具体为：

1)线路首端重合：

①将直流系统等值阻抗z_dc代入式(3)，计算故障线路首端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路首端方向保护的方向元件测量相角θ1：

式中，x_s1、x_s2分别为整流侧和逆变侧系统等值电抗，x_L1为健全线路L₁的电抗，x_L2k为故障点距线路首端的电抗，x_L2k＝x₁l_k，x₁为线路单位电抗，l_k为故障点距线路首端的距离，z_set为整定阻抗；

②将直流系统等值阻抗z_dc代入式(4)，计算故障线路首端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路末端方向保护的方向元件测量相角θ₂：

2)线路末端重合：

①将直流系统等值阻抗z_dc代入式(5)，计算故障线路末端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路首端方向保护的方向元件测量相角θ′₁：

式中，x_L2k'为故障点距线路末端的电抗，x_L2k'＝x₁(l₂-l_k)，l₂为故障线路长度；

②将直流系统等值阻抗z_dc代入式(6)，计算故障线路末端投入三相重合闸时，与之并联的健全线路末端方向保护的方向元件测量相角θ′₂：

2.根据权利要求1所述的降低交直流系统中方向保护误动率的三相重合时序整定方法，其特征在于：所述根据测量相角，确定首、末端重合时序，具体为：

首、末端分别重合时，健全线路首、末端方向保护的方向元件测量相角分别为θ₁、θ₂、θ′₁、θ′₂，若-90°≤θ₁≤90°且-90°≤θ₂≤90°，则选择末端先重合可以降低健全线路方向保护误动风险；若-90°≤θ′₁≤90°且-90°≤θ′₂≤90°则选择首端先重合可以降低健全线路方向保护误动风险；否则，首、末端重合时序对健全线路方向保护没有影响。