[发明专利]一种高压直流输电线路的后备保护方法及装置

权利要求书

1.一种高压直流输电线路的后备保护方法，其特征在于，包括：

对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理得到整流侧正、负极电流及逆变侧正、负极电流；

根据整流侧正极电流及逆变侧正极电流做差得到正极线路差动电流，根据整流侧负极电流及逆变侧负极电流做差得到负极线路差动电流，通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障；

若判定故障位于高压直流输电线路的保护区内，通过正极线路差动电流与负极线路差动电流的差值确定故障为正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障；

所述通过正极线路差动电流与负极线路差动电流的差值确定故障为正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障，包括：

故障发生后，若判定故障为高压直流输电线路的区内故障，则计算正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值；

若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：|i_dn(t)-i_dp(t)|≤k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障为双极线路故障，其中，k_r表示比例系数，t表示时间；

若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：i_dn(t)-i_dp(t)＞k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障位于正极线路；

若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：i_dn(t)-i_dp(t)＜-k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障位于负极线路。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理，包括：

采用截止频率为0＜f_c＜c/(10l)的巴特沃斯低通滤波器对高压直流输电线路整流侧和逆变侧两侧的采样电流进行低通滤波处理，其中，f_c表示低通滤波器的截止频率，c表示高压直流输电线路中电磁波的传播速度，l表示高压直流输电线路的线路长度。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障，包括：

将|i_dp,n(t)|＞io_p＝2πklf_cc₀U_d作为判定高压直流输电线路的区内外故障的判据，其中，i_dp表示正极线路差动电流，i_dn表示负极线路差动电流，io_p表示最小动作电流值，k表示可靠系数，c₀表示线路的单位长度共模电容值，U_d表示直流额定电压；

若故障发生后，正极线路差动电流i_dp与负极线路差动电流i_dn均未满足动作判据|i_dp,n(t)|＞i_op，则判定故障位于高压直流输电线路的保护区外；若故障发生后，任意一极线路的差动电流i_dp和/或i_dn满足动作判据|i_dp,n(t)|＞i_op，则判定故障位于高压直流输电线路的保护区内。

4.一种高压直流输电线路的后备保护装置，其特征在于，包括：第一继电保护装置和第二继电保护装置；所述第一继电保护装置包括第一测量单元和第一信号处理单元，所述第二继电保护装置包括第二测量单元和第二信号处理单元；

所述第一继电保护装置位于高压直流输电线路的整流侧换流器与直流线路之间，所述第二继电保护装置位于高压直流输电线路的直流线路与逆变侧换流器之间；

所述第一测量单元，用于测量整流侧在各个采样时刻的电流；

所述第二测量单元，用于测量逆变侧在各个采样时刻的电流；

所述第一信号处理单元，用于对整流侧采样电流和逆变侧采样电流进行低通滤波处理得到整流侧正、负极电流及逆变侧正、负极电流，并根据整流侧正极电流及逆变侧正极电流做差得到正极线路差动电流，根据整流侧负极电流及逆变侧负极电流做差得到负极线路差动电流，通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障；若判定故障位于高压直流输电线路的保护区内，通过正极线路差动电流与负极线路差动电流的差值确定故障为正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障；

所述第二信号处理单元，用于对逆变侧采样电流和整流侧采样电流进行低通滤波处理得到逆变侧正、负极电流及整流侧正、负极电流，并根据整流侧正极电流及逆变侧正极电流做差得到正极线路差动电流，根据整流侧负极电流及逆变侧负极电流做差得到负极线路差动电流，通过比较正极线路差动电流及负极线路差动电流与最小动作电流，判定高压直流输电线路的区内外故障；若判定故障位于高压直流输电线路的保护区内，通过正极线路差动电流与负极线路差动电流的差值确定故障为正极线路故障、负极线路故障或是双极线路故障：故障发生后，若判定故障为高压直流输电线路的区内故障，则计算正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值；若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：|i_dn(t)-i_dp(t)|≤k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障为双极线路故障，其中，k_r表示比例系数，t表示时间；若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：i_dn(t)-i_dp(t)＞k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障位于正极线路；若正极线路差动电流i_dp和负极线路差动电流i_dn的差值满足：i_dn(t)-i_dp(t)＜-k_r|i_dn(t)+i_dp(t)|，则确定故障位于负极线路。