[发明专利]一种基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置

说明书

本发明提供一种基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置，包括启动元件、暂态量方向元件、边界元件、故障极判别元件、雷击干扰判别元件。启动元件通过检测电压信号变化来判断系统是否有故障发生，以启动保护后续计算，暂态量方向元件、边界元件、故障极判别元件与雷击干扰判别元件相互独立，各元件按照各自的计算结果判断是否产生允许信号(高电平)，保护程序基于逐点采样计算的模式运行，当保护各元件满足程序设定及判据可发送相应命令，程序中将各与门输入端产生的允许信号保持一段时间，在此期间等待其他模块给出允许信号，当4个输入都为高电平时保护装置判定为线路故障，发出线路重启命令供直流输电控制与保护系统启动线路重启逻辑。

技术领域

本发明属于电力系统领域，特别涉及直流输电线路继电保护领域，特别涉及一种基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置。

背景技术

高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点，目前中国已投运±500、±660以及±800kV等电压等级直流输电线路20余条，并且还有多条直流输电工程正在建设当中。直流线路保护作为直流输电工程保护系统不可或缺的组成部分，承担着快速检测并清除线路故障的重大任务，其表现的优劣直接影响到整个直流输电工程的运行性能。

一般的直流线路主保护存在灵敏度不足、可靠性差等问题。本发明，基于现有直流输电工程控制保护平台硬件设备及软件环境，发明了仅利用单端暂态信号的新型直流输电线路主保护装置。本发明的有益效果是：能够准确、快速区分线路区内外故障及雷击干扰，适用于不同直流输电工程，并且保护原理可靠、计算量小、无需更换门槛值，有很强的实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置，通过以下技术方案来实现：

装置主要包括：启动元件、暂态量方向元件、边界元件、故障极判别元件、雷击干扰判别元件。各元件之间的功能为：启动元件通过检测电压信号变化来判断直流系统是否有故障发生，以启动保护后续计算；暂态量方向元件判别故障为线路正向故障还是反向故障，以提高保护的可靠性，防止系统整流侧强故障(线路区外故障)时线路保护装置的误动；边界元件可以较为准确地提取出暂态信号中的高频电压分量，同时减少运算量，满足保护要求的快速性和可靠性；故障极判别元件根据检测线路区内故障时，故障极线路上首次检测到的正方向的反行波信号与健全极线路上的反行波能量必然小于故障极线路上的反行波能量原理对线路区内区外故障进行区分；雷击干扰判别元件区分线路区内故障(包括雷击引起线路故障和线路短路故障)与雷击干扰，避免线路保护误动作。

所述启动元件采用梯度算法来检测电压变化，进而判断直流输电系统是否有故障发生。

所述暂态量方向元件采用了测量行波暂态能量来判别故障为线路正向故障还是反向故障。

所述边界元件采用“1 阶差分滤波+带通滤波”算法取出暂态信号中的高频电压分量，同时减少运算量。

所述故障极判别元件检测线路区内故障时的正方向的反行波信号与健全极线路上的反行波能量差异区分线路区内区外故障。

所述雷击干扰判别元件利用雷击干扰时，线路电压主要表现为围绕直流正常运行值上下波动，而雷击导致线路短路时，电压幅值会降低，且暂态高频电压能量值较大的特点区分雷电干扰与雷击线路故障。

本发明的有益效果为：能够准确、快速区分线路区内外故障及雷击干扰，适用于不同直流输电工程，并且保护原理可靠、计算量小、无需更换门槛值，有很强的实用性。

附图说明

图1是所述基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置功能框图。

具体实施方式

本发明提供了一种基于单端暂态量的高压直流输电线路保护装置，下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。