[发明专利]一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法

说明书

本发明公开了一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法，其步骤主要是：采集直流滤波器电压和首端电流并分别对其进行傅里叶变换，计算电压电流的频域分量；提取最小调谐角频率和并联谐振角频率的谐波分量，并计算其特征谐波阻抗及其比值。若特征谐波阻抗比值小于整定值，则表明高压电容器没有发生接地故障；若特征谐波阻抗比值大于整定值，表明高压电容器发生接地故障，以此作为识别判据可有效识别高压电容器的接地故障。该方法单独对高压电容器的接地故障进行识别，适用于任何电压等级的直流输电系统，不受互感器暂态特性不一致和区外直流母线故障的影响；其识别准确、可靠，能为双调谐直流滤波器中的高压电容器提供可靠的保护。

技术领域

本发明涉及一种用于高压直流输电系统中的双调谐直流滤波器高压电容器接地故障识别方法。

背景技术

高压直流输电系统(High Voltage Direct Current,HVDC)换流装置在运行时，会在直流侧产生ω₁、2ω₁、3ω₁等角频率的特征谐波，造成直流侧设备发热、降低电网供电质量、干扰通信等危害。因此，在高压直流输电系统中直流侧(直流母线处)配置有直流滤波器。其中，双调谐滤波器是高压直流输电系统中常用的直流滤波器结构，可同时滤除两个特征频率，具有占地面积小、投资成本低、便于维护等优点。因此，双调谐直流滤波器在直流输电系统中得到广泛使用。它由高压端的高压电容器和接地端的调谐部分组成，能有效滤除特征谐波。高压电容器由多个电容器串并联构成，价格昂贵，作为双调谐直流滤波器的核心器件，承担了直流侧大部分的电压，容易发生接地故障；发生接地故障后，可能产生巨大的放电电流，严重威胁整个直流系统的安全稳定运行。因此，为高压电容器的接地故障提供可靠的保护方案，对直流滤波器及直流输电系统的安全、稳定运行意义重大。

在已投运的高压直流输电系统中，对高压电容器的接地故障没有配置单独的保护方案，而是通过双调谐直流滤波器差动保护实现其间接保护：双调谐直流滤波器差动保护采用首端(高压端)与尾端(接地端)电流互感器的电流差值判别直流滤波器接地故障，若电流差值大于整定值，表明滤波器有其他接地的分流支路，则判断为滤波器接地故障，进而通过检修确定滤波器的接地故障是高压电容器接地故障还是调谐部分接地故障。但实际运行工程经验和研究表明，由于双调谐直流滤波器流过交流分量，若首端电流互感器和尾端电流互感器暂态特性不一致，首尾端电流互感器检测的电流存在相位差，会导致首尾端电流差值大于整定值，发生误判；若增大整定值，则可能发生漏判。并且这种判定还无法确定是调谐部分的接地故障还是高压电容器的接地故障；从而无法对价格昂贵、构成复杂的高压电容器进行及时可靠的接地故障保护。

发明内容

本发明的目的是提供一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法。该方法能单独对高压电容器的接地故障进行识别，其识别准确、可靠，能为双调谐直流滤波器中的高压电容器提供可靠的保护。

本发明为实现其发明目的所采用的技术方案为：一种双调谐直流滤波器高压电容器接地故障的识别方法，其步骤为：

A、数据测量

测量装置以10kHz采样频率实时采集安装在直流母线处的电压互感器VT测量的直流母线电压V(t)和双调谐直流滤波器的首端电流互感器CT1测量的滤波器电流I(t)，其中t为采样时刻；

B、双调谐直流滤波器特征分量提取

对直流母线电压V(t)进行全波傅里叶变换，分别提取出直流滤波器最小调谐角频率ω₁对应的直流母线电压最小调谐角频率特征分量有效值V(ω₁)和并联谐振角频率ω_b对应的直流母线电压并联谐振角频率特征分量有效值V(ω_b)；