[发明专利]特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法

摘要

本发明公开了特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法。该方法按一定顺序排列，在线路上不同位置进行不同雷电流幅值的雷击仿真时得到的数据后，根据行波保护判据实际算法依次计算出各情况下判据，再以此判断行波保护动作情况，最后确定出不同位置下能令行波保护动作的最小雷电流幅值。本发明特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法是基于小步长仿真数据的特高压直流输电线路行波保护电压电流判据的计算方法，实现了按线路位置确定行波保护雷击动作边界值。

主权项

特高压直流输电线路行波保护雷击动作边界值确定方法，其特征在于包括如下步骤：1)按照到行波保护安装处的距离由近到远，将特高压直流输电线路作用点分别标记为N1、N2…Ni…Nn，则各个作用点到行波保护安装处的距离为D1、D2…Di…Dn；2)在各作用点进行雷电流幅值分别为I1、I2…Ik…Im的特高压直流输电线路雷击仿真，5kA≤Ik≤35kA，幅值间隔1‐5kA，k为1、2…m；记录每次仿真时线路末端的电压Udl和线路末端安装的平波电抗器后侧的电流Idl，点Ni的仿真数据记集合Di＝{I1(Udl1,Idl1)…Im(Udlm,Idlm)}，I按照幅值从小到大排列；I1(Udl1,Idl1)为作用点N1处发生雷电流幅值I1时的线路末端的电压Udl1和线路末端安装的平波电抗器后侧的电流Idl1；如此类推；3)计算作用点Ni在发生雷电流幅值为Ik情况下的行波保护电压变化率电压变化量ΔUk、整流侧电流变化量ΔIdl_R_k及逆变侧电流变化量ΔIdl_I_k，并判断行波保护出口情况；所述行波保护电压变化率通过如下步骤得到：(1)用当前时刻电压采样值与前150个时刻电压采样值按照式6进行差分，得到当前时刻的电压变化率其中下标Ti表示时刻，ΔT取150μs；(2)在当前Ti时刻下，取Ti以前的Ti‑150、Ti‑300、Ti‑450、Ti‑600、Ti‑750时刻以及Ti时刻的电压变化率计算值进行比较，取其中的最大值记为作为当前时刻电压变化率；(3)重复以上步骤(1)至(2)，直到所有时刻电压变化率构成了计算作用点Ni在发生雷电流幅值为Ik情况下的行波保护电压变化率所述电压变化量ΔUk通过如下方法确定：A)取当前时刻的线路末压电压采样值与其以前的Ti‑150、Ti‑300、Ti‑450、Ti‑600、Ti‑750这5个时刻的线路末端电压采样值进行比较，则比较然后取其最大值记为B)将与作差后的值记为当前时刻的电压变化量根据式7将与电压变化量整定值ΔUset进行比较；C)根据比较结果，若大于整定值ΔUset，则电压变化量判据出口；D)下一个时刻的值计算则将上述步骤中计算所用的数据由Ti时对应的值改为Ti+1时对应的值；如此重复以上步骤A)至C)，得到的是不同时刻的值，所有构成的图像即为电压变化量判据ΔUk；基于采样时序，整流侧电流变化量判据ΔIdl_R及逆变侧电流变化量判据ΔIdl_I的计算及出口依据为：所述整流侧电流变化量ΔIdl_R_k及逆变侧电流变化量判据ΔIdl_I通过如下步骤得到：a)取当前时刻以前的第1200个时刻的电流采样值作为当前时刻的电流采样值；b)使其与它当前时刻前1350时刻的电流采样值作如式8的差分，获得当前时刻的电流变化率ΔT取150μs；c)对进行如式9的定积分处理后获得整流侧电流变化量判据然后将进行如式10的定积分处理后获得逆变侧电流变化量判据d)分别将与其定值ΔIdl_Rset比较，将与其定值ΔIdl_Iset比较，大于整定值的那一侧保护出口；e)下一个时刻的值及值计算时，将上述步骤中计算所用的数据T下标i进行i＝i+1替换进行同样的计算；如此重复步骤a)至d)，所有构成的图像即为整流侧电流变化量判据ΔIdl_R；所有构成的图像即为整流侧电流变化量判据ΔIdl_I；4)若存在大于行波保护电压变化率定值的情况，则认为该数据下的电压变化率满足判据定值，此时出口；与出口同样方法判断ΔUk、ΔIdlk_I和ΔIdlk_R出口，判断作用点Ni在发生雷电流幅值为Ik情况下的行波保护电压变化率电压变化量ΔUk、整流侧电流变化量ΔIdl_R_k及逆变侧电流变化量ΔIdl_I_k的行波保护出口情况后，则更换下一个Ik对应的数据，重复步骤3)，直到首先出现某个Ik能令ΔUk、ΔIdlk_I和ΔIdlk_R同时达到保护定值时，该值为特高压直流输电线路位置Di处的行波保护雷击动作边界值5)更换下一个点Ni的仿真数据集合Di，重复步骤3)、4)，直到所有点N全部计算完毕为止；6)得到输出线路各位置行波保护雷击动作边界值