[发明专利]一种特高压直流系统接地极线路保护方法及装置

权利要求书

1.一种特高压直流系统接地极线路保护方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：在接地极线路首端注入至少两种高频信号，各高频信号的频率不同；

步骤2：在接地极线路中采集各高频信号下的电气量数据；

步骤3：基于步骤2中采集的电气量数据判断接地极线路是否发生故障；

步骤4：若接地极线路故障，判断故障为单回线故障或是双回线故障；

步骤5：基于步骤2中采集的电气量数据和步骤4的判断结果，定位故障点位置；

所述步骤2中采集的电气量数据包括各高频信号下的电压和电流；

所述步骤3中，利用步骤2中采集的各高频信号下的电压突变量作为接地极线路保护启动判据，当各高频信号下的电压的突变量均大于正常运行时的最大变化量，则判定接地极线路发生故障；

所述步骤1中，在接地极线路首端注入第一高频信号和第二高频信号，所述第一高频信号的频率为f1，第二高频信号的频率为f2；步骤2中采集的电气量数据包括频率f1下采集的电压u_in1和电流i_in1，以及频率f2下采集的电压u_in2和电流i_in2；

所述步骤5中，若为接地极双回线路故障，故障点距接地极线路首端距离l_f可通过式(1)～(10)联立求解得到，进而可确定故障点位置：

其中，j表示虚数；U_in1(s)为双回线故障时测量装置得到的第一高频信号测量电压，I_in1(s)为双回线故障时测量装置得到的第一高频信号测量电流，U_in2(s)为双回线故障时测量装置得到的第二高频信号测量电压，I_in2(s)为双回线故障时测量装置得到的第二高频信号测量电流，U_in1(s)、I_in1(s)、U_in2(s)、I_in2(s)为对u_in1、i_in1、u_in2和i_in2进行拉式变换后的电气量数据；R_f为过渡电阻值，U_f1(s)为频率f1下的故障点电压，I_fL1(s)为频率f1下的故障点左侧接地极线路电流，I_fR1(s)为频率f1下的故障点右侧接地极线路电流，U_k1(s)为频率f1下的接地极线路末端电压，I_k1(s)为频率f1下的接地极线路末端电流，U_f2(s)为频率f2下的故障点电压，I_fL2(s)为频率f2下的故障点左侧接地极线路电流，I_fR2(s)为频率f2下的故障点右侧接地极线路电流，U_k2(s)为频率f2下的接地极线路末端电压，I_k2(s)为频率f2下的接地极线路末端电流；Z_c为接地极线路波阻抗，L₁为接地极线路单位长度的电感，C₁为接地极线路单位长度的电容，ω₁为第一高频信号的角速度，ω₂为第二高频信号的角速度，l为线路总长。