[发明专利]一种长距离高压直流输电线路差动保护方法

说明书

本发明涉及一种长距离高压直流输电线路差动保护方法，包括以下步骤：(1)对线路两侧换流站出口的电压互感器和电流互感器采集到的线路两端电压电流采样值进行解耦得到线路两侧的电压电流线模分量和地模分量；(2)根据贝瑞隆等效模型得到参考点的线模差电流和地模差电流；(3)利用参考点的线模差电流构造直流输电线路电流差动保护的动作判据；(4)利用参考点处地模差电流和线模差电流的比值构造故障选极判据。

技术领域

本发明涉及电力系统保护控制领域，具体涉及一种适用于长距离高压直流输电线路电流差动保护方法。

背景技术

随着电力电子技术的迅速发展，直流输电技术在远距离、大功率输电上体现出了诸多交流输电所不具备的优势，直流输电技术发展迅速，国内的直流输电工程也逐步增加。直流输电线路是整个直流输电工程中故障率最高的部分，因此直流输电线路的继电保护技术至关重要。目前实际直流输电工程往往将电流差动保护作为输电线路的后备保护，需要经过一个较长的时间延时来躲过区外故障不平衡电流等因素的影响，以保证电流差动保护的选择性。

为了提高直流输电线路电流差动保护的性能，可以通过利用分布参数模型计算线路某参考点处的差动电流消除线路故障暂态期间的分布电容电流影响，以提高电流差动保护的动作性能。同时，输电线路参数不仅具有分布特性且具有频变特性，导致在长距离直流输电线路上的行波色散现象明显，该现象限制了直流输电线路电流差动保护性能的进一步提升。因此，通过设计一种兼顾线路参数分布特性和频变特性的直流输电线路差动保护方法，能够使其速动性、灵敏性和可靠性得到更明显的提高。

发明内容

针对目前直流输电线路电流差动保护动作特性较差的问题，本发明提出一种能够快速可靠动作的直流输电线路电流差动保护方法。技术方案如下：

一种长距离高压直流输电线路差动保护方法，设输电线路的两端为J侧和K侧，以线路中点r处为参考点，包括以下步骤：

(1)对线路两侧换流站出口的电压互感器和电流互感器采集到的线路两端电压电流采样值u_JP、u_JN、i_JP、i_JN、u_KP、u_KN、i_KP、i_KN进行解耦得到线路两侧的电压电流线模分量u_J1、u_K1、i_J1、i_K1和地模分量u_J0、u_K0、i_J0、i_K0；

(2)根据贝瑞隆等效模型，利用线路J侧的电压电流线模分量u_J1、i_J1计算得到线路中点r处的线模计算电流值i_sJr1，利用线路K侧的电压电流线模分量u_K1、i_K1计算得到线路中点r处的线模计算电流值i_sKr1，参考点的线模差电流i_1diff为二者的差值：

i_1diff＝i_sjr1-i_skr1

同理，可以计算得到参考点的地模差电流i_0diff；

(3)利用参考点的线模差电流构造直流输电线路电流差动保护的动作判据：

式中，i_set为电流差动保护判据的门槛值，max{i_1unbalance}表示各种区外故障情况下贝瑞隆线模差动电流可能出现的最大不平衡电流值，k_rel为可靠系数；

(4)利用参考点处地模差电流和线模差电流的比值构造故障选极判据：