[发明专利]一种用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统

说明书

本发明公开了一种用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统，在真双极直流输配电系统单极接地故障检测中，根据测量系统中的磁环感应到的磁通φ来判断接地故障电流大小和接地极，并通过多个安装在直流侧线路上的测量系统来判断接地故障发生的位置，从而能够快速有效的查找并排除接地故障。因此，本发明提供了一种适合工程实际的、用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统。

技术领域

本发明属于电气工程、仪器科学与技术领域，具体涉及一种用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统。

背景技术

直流输配电系统，主要包括交流系统、换流站和直流输电线三个部分。其中换流站是直流输配电系统中最主要的部分，目前常见的直流换流站电气主接线方案主要包括单极对称接线方案和双极对称接线方案。单极对称接线又称伪双极，是目前直流输配电系统最常见的接线方案，在交流侧或直流侧采用合适的接地装置钳制住中性点电位，适用于发生短路故障概率低的电缆线路。双极对称接线又称真双极，单侧换流站由上下两个结构相同的换流器组成，分别组成正极和负极，两极可以独立运行，使用金属回流线或接地极形成返回电流通路。真双极直流输配电系统发生单极接地故障时，非故障极将不受故障极影响，且相比伪双极系统，真双极系统接线绝缘水平低一半且易于整个直流系统的分期建设和增容建设。

真双极接线方式有多种运行模式，按照接地方式主要分为两种。一种是双极不带金属回流线双端接地运行，这种运行模式中，两侧换流站中性线分别站内接地，采用大地作电流回线，两级不平衡电流通过大地返回；但这种运行方式不得长期运行，且运行中需保证双极电流平衡，不平衡电流不得超过设定值(通常为100A)。另一种是双极带金属回流线单端接地运行，金属回流线在一端换流站单点接地，其中接地点仅起钳制电位的作用，不提供直流电流通路。在该接地方式下，一般采用双极平衡运行，即正负极电压和电流均是大小相等、方向相反；当有两极不平衡电流时，不平衡电流将通过金属回流线返回。

真双极直流输配电系统通常按照双极带金属回流线单端接地方式运行，由于真双极系统对直流侧单极接地故障具有故障隔离作用，因此发生直流侧单极接地故障时故障极停止运行、对地电压降为零，而非故障极可长期正常运行且母线对地电压不变，即由双极运行变为单极运行，金属回流线降低了单极运行的回流电流影响。但是，非故障极承受的负荷将有所增加，较大的负荷电流容易引起电力元器件的损耗；且在已经发生单点接地故障的情况下，如果再有第二点或多点接地，不论是否在故障极，都可能会造成直流系统保护、开关误动或拒动，严重时可能导致直流系统崩溃。因此，在直流输配电系统直流侧线路发生单极接地故障时，仍然需要快速找到故障点并排除单极接地故障。

综上所述，不论是采用双极不带金属回流线双端运行还是双极带金属回流线单端接地运行的真双极直流输配电系统，当系统直流侧线路发生单极接地故障时，都需要尽快明确故障极和故障区段，以快速查找并排除故障。

发明内容

本发明旨在提供一种适合工程实际的、用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种用于真双极直流输配电线路的单极接地故障检测系统，该系统由多个用于监测直流输电线路电流的测量系统组成，每个测量系统均包括用于直流电流测量的磁环和相关的磁测量元件、调理电路、信号采集及处理电路和通讯电路；其中，

磁测量元件用于间接获得磁环中代表直流线路电流差值的磁通量，调理电路将磁测量元件输出信号调理至信号采集及处理电路可识别范围，信号处理电路通过分析获得线路接地故障极和故障电流值，通讯电路用于数据传输及组网；使用时，每隔设定的距离，真双极直流输配电系统的直流侧线路安装一套测量系统，当直流侧正极或负极出现接地故障时，根据测量装置测得的结果，来判断真双极单极接地故障的故障电流大小、故障极及故障位置。