[发明专利]一种直流滤波器的接地保护方法及装置

说明书

本发明公开了一种直流滤波器的接地保护方法及装置。其工作方式是：采集直流滤波器的首端电流和尾端电流，不经滤波，保留包括直流分量在内的全频谱电流；首端电流和尾端电流进行矢量相加得到差流，再求取差流全波有效值。当差流全波有效值大于差流异常报警定值且持续时间达到报警延时后，发出差流异常报警信号；当差流全波有效值大于动作门槛1且持续时间达到跳闸延时1后，发出接地保护动作信号；当差流全波有效值大于动作门槛2且持续时间达到跳闸延时2后，发出接地保护动作信号。本发明可有效提高直流滤波器接地故障时保护动作的可靠性和灵敏性，对于提高直流输电系统的可靠性具有重大意义。

技术领域

本发明涉及电力系统领域的高压直流输电工程用直流滤波器的电气量保护技术，尤其涉及一种直流滤波器的接地保护方法及装置。

背景技术

高压和特高压直流输电系统正常运行时，换流阀、平波电抗器、极母线、直流滤波器及中性点母线构成了一个完整谐振回路，如图1所示。高压和特高压直流输电系统后文简称直流输电系统。根据工程需要，一般是某次或某几次偶数次谐波的谐振回路，如12次、24次或36次。如此，换流阀产生的谐波基本上就被限制在此谐振回路中，流进直流输电线路的谐波很小，这就是直流输电系统直流侧的滤波原理。直流滤波器发生接地故障不仅会直接损坏直流滤波器，更会导致直流输电系统停极或是紧急停运，从而危及电力系统的安全稳定运行。据有关资料显示，直流滤波器相关事故直接导致了15％以上的直流输电系统停极事故。因此，提高直流滤波器接地故障时保护动作的可靠性和灵敏性，对于提高直流输电系统的可靠性具有重大意义。

目前，现有技术之一反映直流滤波器接地故障的是采用基于基尔霍夫电流平衡原理的差动保护，通常以3次、6次及12次谐波或单纯地选择某次谐波幅值作为特征量反映直流滤波器接地故障，存在灵敏度不足的问题。现有技术之二是以测量直流滤波器谐波阻抗的方式反映直流滤波器接地故障，但由于目前工程上电压互感器和电流互感器测量误差为5％，这个误差都会大于直流滤波器接地故障时产生的谐波阻抗变化，因此该方法目前在工程上不可行。现有技术之三是采用普通差动保护及不平衡电流过流的方式反映直流滤波器高端电容器接地故障，依然存在灵敏度不足的问题，同时无法反映直流滤波器器调谐区接地故障。

为了解决上述直流滤波器接地短路故障时保护灵敏性和可靠性不足的问题，需要一种全新的直流滤波器接地保护方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是：提供一种直流滤波器接地保护方法及装置，以克服现有直流滤波器差动保护以某次或某几次谐波幅值作为特征量反映直流滤波器接地故障灵敏度不足的问题。

为了实现上述技术目的，本发明提出以下技术方案：一种直流滤波器的接地保护方法，采集直流滤波器的首端电流和尾端电流，不经滤波，保留包括直流分量在内的全频谱电流；首端电流和尾端电流进行矢量相加得到差流，再求取差流全波有效值；当所述差流全波有效值大于差流异常报警定值且持续时间达到报警延时后，发出差流异常报警信号；当差流全波有效值大于动作门槛1且持续时间达到跳闸延时1后，或者当差流全波有效值大于动作门槛2且持续时间达到跳闸延时2后，发出接地保护动作信号。上述直流滤波器的接地保护方法中，所述动作门槛1的整定方法为：制动系数1与制动电流全波有效值相乘之积，与启动定值1相比，取两者最大值为所述动作门槛1；所述制动电流全波有效值由直流滤波器尾端电流剔除直流分量后计算所得。

上述直流滤波器的接地保护方法中，所述动作门槛2的整定方法为：制动系数2与制动电流全波有效值相乘之积，与启动定值2相比，取两者最大值为所述动作门槛2；所述制动电流全波有效值由直流滤波器尾端电流剔除直流分量后计算所得。

上述直流滤波器的接地保护方法中，所述接地保护方法的计算公式为：