一種定位直流融冰裝置換流變與換流器之間故障的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統保護技術領域，特別是涉及一種準確定位直流融冰裝置換流 變與換流器之間故障的方法。
【背景技術】
[0002] 直流融冰裝置的保護系統是直流融冰裝置二次系統的核心技術，配置的保護是否 滿足保護的四性對于能否快速檢測和隔離故障具有重要的意義。直流融冰裝置傳統的過流 保護通過檢測三相線路上是否過流實現保護功能。由于直流融冰裝置特殊的拓撲結構，換 流變與換流器之間(保護區外)發生接地故障都會使傳統的過流保護動作，從而無法滿足保 護的選擇性。針對這一現狀，有必要對換流變與換流器之間的所有故障，提出一種合理的保 護策略。
【發明內容】
[0003] 為了克服上述現有技術存在的直流系統故障隔離難的問題，本發明提出了一種定 位直流融冰裝置換流變與換流器之間故障的方法，針對目前直流融冰裝置的過流保護無法 準確定位換流變與換流器之間故障的問題，采用邏輯判據對直流融冰裝置的過流故障進行 充分判斷，有效、準確地分辨保護區內外故障、區內故障保護動作、保護區外故障，保護不動 作。
[0004] 本發明提出了一種定位直流融冰裝置換流變壓器與換流器之間故障的方法，該方 法的過流保護包含交流過流保護和直流過流保護，所述交流過流保護和直流過流保護選取 相同的分段即快速一段和慢速二段，所述快速一段的整定值為3.5倍額定電流值、保護延時 為2ms;所述慢速二段的整定值為1.35倍額定電流值，保護延時為3.5s，分別實現包括交流 過流故障保護和直流過流故障保護的過流故障保護;其中：
[0005] -方面，直流過流保護具體包括以下步驟：
[0006] 選取融冰裝置正極電流和負極電流中的較大值，當該值超過保護整定值時，保護 啟動;直流過流保護的判據如下：
[0007] max(Idp,Idn)>KIdn〇m (1)
[0008] 式中，I dp為融冰裝置正極電流，I dn為融冰裝置負極電流，K為保護可靠系數，I d_為 融冰裝置額定直流電流；
[0009] 另一方面，交流過流保護具體包括以下步驟：
[00?0]通過判斷三相線路上的過流相數，如果過流相數為3,保護直接啟動；或者當三相 線路上過流相數為2或1時，進一步判斷故障類型是否為接地故障，如果是非接地故障，保護 啟動；當過流相數為〇時，保護不啟動;接地故障用以下三種方法進行判斷，即判斷低電壓、 判斷是否有零序電流、判斷換流器接地中性點是否過流;交流過流保護的判據如下：
[0012] 上述判據中：條件A為IacY a>Iset;
[0013] 條件 B 為 IacYb>Iset;
[0014] 條件 C 為 IacY_c>Iset;
[001 5 ]條件D為UacY < Uset (或 IacY-Q > I set-0或 I dGND > I set-dGND )。
[0016] 1^』丄。〇、1^_。分別為&相、13相、(3相工頻電流有效值，1^為交流過流保護整定 值，U acY為三相電壓有效值的最小值，Uset為低壓整定值，IacYJ)為零序電流有效值，IsetJ)為 零序限流過流整定值，IdCND為接地中性點直流分量，I Se3t_d(M為接地中性點接地過流整定值； 條件D用來判斷是否為接地故障。
[0017] 當上述交流過流保護的邏輯判據輸出為1時，交流過流保護開始計時，滿足延時條 件后，保護出口跳丨同。
[0018] 與現有技術中相比，本發明采用邏輯判據對直流融冰裝置的過流故障進行充分判 斷，有效、準確地分辨保護區內外故障，保護區內故障保護動作，保護區外故障，過流保護不 動作。與傳統閥短路保護相比，保證了過流保護的選擇性。
【附圖說明】
[0019] 圖1為換流閥交流側a相接地故障等效電路圖；
[0020] 圖2為換流閥交流側a、b兩相短路接地故障等效電路；
[0021 ]圖3為換流變閥側a相接地故障等效電路圖；
[0022] 圖4為換流變閥側a、b兩相短路接地故障等效電路；
[0023] 圖5為換流變與換流器之間相間短路故障；
[0024]圖6為換流變與換流器之間三相短路故障。 圖7為本發明的一種定位直流融冰裝置換流變與換流器之間故障的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0025]以下結合附圖及【具體實施方式】，進一步詳述本發明的技術方案。
[0026] 直流融冰裝置發生故障時，故障過電流嚴重影響整個直流融冰裝置包括交流側、 換流變、換流器和直流側的安全可靠運行。因此，直流融冰裝置故障時，根據故障嚴重程度， 需要保護可靠啟動，跳開交流斷路器。
[0027] 目前，直流融冰裝置配置過流保護檢測裝置中的故障過電流。該保護檢測換流器 進線三相線路上的電流，當電流超過整定值時，保護動作。但是該保護存在保護區外誤動的 問題。
[0028] 針對該問題，本發明對直流融冰裝置各故障進行分析研究，提出了一種新型的保 護區內可靠動作的保護策略。
[0029] 本發明的定位直流融冰裝置換流變與換流器之間故障的方法，基于現有的圖1至 圖4所示的等效電路，具體設計原理說明如下：
[0030] 以D橋發生故障為例(Y橋發生故障的情形與D橋同理）：
[0031] 1、接地故障下的交流電流互感器(CT)過流情況
[0032]如圖1所示，當D橋a相發生接地故障后，a相通過故障接地點、中性接地點與D橋依 次導通的共陽極閥和非故障b、c相交替地形成兩相短路。從圖中可以看出，a相交流CT能夠 檢測到a相上流過故障電流。同時b、c兩相CT可交替檢測到故障電流。由于在保護判據中交 流側電流一般采用工頻電流有效值，此處a、b、c三相線路上CT均會得到過流的有效值。
[0033] 當換流閥交流側發生兩相短路接地后，以a、b兩相短路接地故障為例，其故障等效 電路如圖2所示。a、b兩相形成短路，當D橋閥21觸發導通后，a、b兩相通過短路接地點、中性 接地點和閥21形成三相短路。發生故障的兩相CT上始終能測量到故障電流，c相線路上的CT 在閥21導通期間測量到故障電流。三相交流線路上的CT計算得到的工頻電流有效值均會過 流。
[0034] 當換流變閥側發生a相接地故障后，其