[发明专利]一种分层接入特高压直流系统近区交流接地故障保护方法

说明书

一种分层接入特高压直流系统近区交流接地故障保护方法，属于特高压交直流输电技术领域，解决特高压交直流系统近区输电线路高阻接地故障识别精度低、电流差动保护灵敏性低的问题；本发明将直流分层接入近区线路故障等效电路分解为交流故障分量等效电路和直流故障分量等效电路，首先分别考虑交流故障分量和直流故障分量影响下的电流差动保护动作量和保护制动量，再综合考虑交流故障分量和直流故障分量下的电流差动保护动作量和保护制动量，最后基于故障特性定性分析，配置稳态量电流差动保护作为故障分量判据的辅助判据；有效解决了特高压交直流系统的层间交互影响，实现了直流近区交流线路故障区内故障精准识别，提高了电流差动保护的灵敏性。

技术领域

本发明属于特高压交直流输电技术领域，涉及一种分层接入特高压直流系统近区交流接地故障保护方法。

背景技术

由于雷击、山火、雾霾、覆冰、高热等因素影响，特高压交直流系统近区输电线路高阻接地故障频发，易出现启动不灵敏、主保护拒动等事故，引发连续换相失败，严重危害交直流混联电网的安全。特高压交直流系统近区交流输电线路发生高阻接地故障后，由于故障电流较小，导致保护启动较慢，启动后未达到保护动作所需门槛值，导致线路主保护动作不及时，引起换相电压幅值的持续降低、换相面积大幅缩小，导致连续换相失败、单双极闭锁或传输功率中断。此外，特高压线路高阻故障常伴有弧光现象，弧光高阻故障的接地阻抗值随着外加电压的变化而变化，呈现较明显的非线性特征，故障电流存在明显的波形畸变，含有大量谐波，也会引起换相失败的发生，危害系统的稳定运行。

现有技术中，公布日期为2018年6月5日、公布号为CN105634027B《含自愈功能的特高压直流换流站分层接入交流电网电气主接线》的中国发明专利，通过在直流输电分层接入系统加入自愈模块，从而具有自愈功能，在正常运行及直流失电等故障方式下，维持换流站内交流部分的连通和运行，使换流站外部所连接的两种交流电网仍可通过换流站的交流部分形成一个环网运行，结合系统对交流电源出力规模的调整，保证两种交流电网的相互连通和支援互供。但是该发明并未解决上述问题。

因此，特高压交直流系统近区输电线路高阻故障分析及精准保护技术对于交直流混联电网的安全稳定运行具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于设计一种分层接入特高压直流系统近区交流接地故障保护方法，以解决特高压交直流系统近区输电线路高阻接地故障识别精度低、电流差动保护灵敏性低的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种分层接入特高压直流系统近区交流接地故障保护方法，包括以下步骤：

S1、将直流分层接入近区线路故障等效电路分解为交流故障分量等效电路和直流故障分量等效电路；

S2、仅考虑交流故障分量，对交流故障分量等效电路进行计算，确定故障分量电流差动保护的保护动作量和保护制动量；

S3、仅考虑直流故障分量，对直流故障分量等效电路进行计算，确定故障分量电流差动保护的保护动作量和保护制动量；

S4、综合考虑交流故障分量和直流故障分量，确定故障分量电流差动保护的保护动作量和保护制动量；

S5、基于故障特性定性分析，配置稳态量电流差动保护作为故障分量判据的辅助判据，并计算稳态量电流差动保护的保护动作量和保护制动量，以提高保护灵敏性。

本发明的技术方案综合考虑分层接入结构特点，将直流分层接入近区线路故障等效电路分解为交流故障分量等效电路和直流故障分量等效电路，首先分别考虑交流故障分量和直流故障分量影响下的电流差动保护动作量和保护制动量，再综合考虑交流故障分量和直流故障分量下的电流差动保护动作量和保护制动量，最后基于故障特性定性分析，配置稳态量电流差动保护作为故障分量判据的辅助判据；有效解决了特高压交直流系统的层间交互影响，实现了直流近区交流线路故障区内故障精准识别，提高了电流差动保护的灵敏性。