[发明专利]相间短路故障下MMC-HVDC换流站交流联络线距离保护方法

说明书

本发明涉及一种相间短路故障下MMC‑HVDC换流站交流联络线距离保护方法，包括以下步骤：对交流联络线保护安装处的电压和电流进行采样；采用离散傅里叶变换得到测量电压相量、测量电流相量和负序电压幅值；判断是否发生非对称短路故障，发生非对称短路故障，执行步骤四；未发生非对称短路故障，返回步骤一开始执行；计算投影参考阻抗的幅值、投影测量阻抗的幅值和方向因子；判定投影测量阻抗的幅值小于或等于投影参考阻抗的幅值并且方向因子大于0，判定成立向断路器发送跳闸信号。本发明相间短路故障下MMC‑HVDC换流站交流联络线距离保护方法，在各种相间短路故障下能正确向断路器发送跳闸信号；能识别故障方向；消除过渡电阻对距离保护元件性能的负面影响。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，具体的说，是涉及一种相间短路故障下MMC-HVDC换流站交流联络线距离保护方法。

背景技术

基于模块化多电平换流器的高压直流输电(modular multilevel converterbased high voltage direct current，MMC-HVDC)作为一种新型的输电方式，具有无需无功补偿装置、输出电流波形质量高、控制灵活性好等优点，近年来发展迅猛。由于电力电子器件的脆弱性和MMC的高度可控性，使得MMC-HVDC换流站的故障电流特征相较于常规的同步发电机差异较大，导致相间短路故障下传统距离保护方案不正确动作，影响电力系统运行的安全性和稳定性。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种在各种相间短路故障下能正确向断路器发送跳闸信号；能识别故障方向；消除过渡电阻对距离保护元件性能的负面影响的相间短路故障下MMC-HVDC换流站交流联络线距离保护方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种相间短路故障下MMC-HVDC换流站交流联络线距离保护方法，包括以下步骤：

步骤一：对交流联络线保护安装处的电压和电流进行采样；

步骤二：采用离散傅里叶变换得到测量电压相量、测量电流相量和负序电压幅值；

步骤三：判断是否发生非对称短路故障，若发生非对称短路故障，则执行步骤四；若未发生非对称短路故障，则返回步骤一开始执行；

步骤四：计算投影参考阻抗的幅值、投影测量阻抗的幅值和方向因子；

步骤五：判定条件1为投影测量阻抗的幅值小于或等于投影参考阻抗的幅值，判定条件2为方向因子大于0；如果判定条件1和判定条件2同时满足，且持续时间不低于6ms，则判定为区内故障，向断路器发送跳闸信号；如果判定条件1和判定条件2不同时满足，或两个判定条件同时满足，但条件满足的持续时间低于6ms，则判定为区外故障，不向断路器发送跳闸信号。

所述发生非对称短路故障条件是：

式中，为保护安装处的负序电压幅值，U_n为交流联络线的额定电压。U_n直接取交流联络线电压等级对应的电压值。例如，交流联络线的电压等级为500kV，则U_n取为500kV。的取值范围为：

若电网未发生非对称短路故障，则电网电压中的负序电压为零；若电网发生非对称短路故障，则电网电压中将出现负序电压。因此，可以通过检测负序电压幅值是否大于设定值来判断是否发生了非对称短路故障。

投影参考阻抗的幅值|Z′_ref|、投影测量阻抗的幅值|Z′_m|和方向因子DI具体计算公式如下：