專利名稱：高壓直流輸電系統背靠背差動保護方法
技術領域：
本發明涉及高壓直流輸電工程中一種直流保護功能的實現方法，尤其是背靠背直流輸電工程中背靠背差動保護的實現方法。
背景技術：
背靠背直流輸電工程的基本特點是整流和逆變系統同在一個換流站內，換流器一般為單極12脈動結構，直流低壓側接入換流站接地網。
背靠背差動保護是背靠背高壓直流輸電工程所特有的直流保護功能，它測量兩側換流變壓器二次側的電流，保護兩側換流變壓器二次側電流互感器之間的區域。直流保護系統應配置完善的直流保護功能，使其能夠檢測保護區內所有可能的故障，選擇性地動作和告警。
發明內容
本發明的目的是提供一種背靠背直流輸電工程中背靠背差動保護的實現方法，在故障或過應力情況下，防止損害高壓直流設備。
本發明的技術方案是，一種高壓直流輸電系統背靠背差動保護方法，該方法的步驟如下(1)換流站兩側換流變壓器二次側三相交流電流的測量和計算兩側的換流變壓器二次側Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經過電流變換后，轉換成相應的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護的保護判據，保護判據為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側的換流變閥側Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側的換流變閥側D繞組的三相電流的整流值；(3)保護的分段及定值設置背靠背差動保護設兩段定值及相應的延時，保護定值的確定依據現場動態性能測試的結果，在交流系統低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護不能誤動作，保護定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相閉鎖，時延t2快速保護Idn為直流額定電流
(4)保護的動作順序背靠背差動保護動作后，發移相閉鎖命令到極控系統，從而使直流系統緊急停運，同時跳兩側交流斷路器、起動兩側斷路器失靈保護。
當其保護區內發生接地和短路故障時，兩側的電流有很大的差值，該保護檢測到故障電流后，經過一定的延時輸出保護動作信號，使背靠背直流輸電系統停運。由于背靠背差動保護的保護范圍寬，它總是做為后備保護來使用。背靠背差動保護動作后，發移相閉鎖命令到極控系統，從而使直流系統緊急停運，同時跳兩側交流斷路器、起動兩側斷路器失靈保護。
圖1為本發明背靠背差動保護的測量信號的示意圖；圖2為本發明背靠背差動保護的實現方法的邏輯框圖。
具體實施例方式
圖1中給出了背靠背差動保護的測量信號IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2、IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2的位置。本實施例以采用單極12脈動換流器的背靠背直流工程為例，介紹背靠背差動保護的實現方法。
本發明可以用微機直流保護裝置來實現，微機直流保護裝置已經是本技術領域常用的裝置。微機型直流保護裝置首先采集兩側換流變壓器閥側電流，計算出兩側交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，然后按照保護的邏輯框圖(圖2)進行保護的邏輯判斷和處理。
步驟如下(1)換流站兩側換流變壓器二次側三相交流電流的測量和計算兩側的換流變壓器二次側Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經過電流變換后，轉換成相應的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護的保護判據，保護判據為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側的換流變閥側Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側的換流變閥側D繞組的三相電流的整流值；(3)保護的分段及定值設置背靠背差動保護設兩段定值及相應的延時，保護定值的確定依據現場動態性能測試的結果，在交流系統低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護不能誤動作，保護定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn
移相閉鎖，時延t2快速保護Idn為直流額定電流(4)保護的動作順序背靠背差動保護動作后，發移相閉鎖命令到極控系統，從而使直流系統緊急停運，同時跳兩側交流斷路器、起動兩側斷路器失靈保護。
最后所應說明的是以上實施例僅用以說明而非限制本發明的技術方案，盡管參照上述實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解依然可以對本發明進行修改或者等同替換，而不脫離本發明的精神和范圍的任何修改或局部替換，其均應涵蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
1.一種高壓直流輸電系統背靠背差動保護方法，其特征在于，該方法的步驟如下(1)換流站兩側換流變壓器二次側三相交流電流的測量和計算兩側的換流變壓器二次側Y繞組的三相電流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D繞組的三相電流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分別經過電流變換后，轉換成相應的電壓信號送到運算處理單元，然后分別計算出兩側交流電流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，這些值用于以后的保護判斷IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)確定背靠背差動保護的保護判據，保護判據為|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分別為兩側的換流變閥側Y繞組的三相電流的整流值，IacD1、IacD2分別為兩側的換流變閥側D繞組的三相電流的整流值；(3)保護的分段及定值設置背靠背差動保護設兩段定值及相應的延時，保護定值的確定依據現場動態性能測試的結果，在交流系統低電壓或換流閥換相失敗時，背靠背差動保護不能誤動作，保護定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流側Y繞組三相電流整流值移相閉鎖，時延t1，慢速保護b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相閉鎖，時延t2快速保護Idn為直流額定電流(4)保護的動作順序背靠背差動保護動作后，發移相閉鎖命令到極控系統，從而使直流系統緊急停運，同時跳兩側交流斷路器、起動兩側斷路器失靈保護。
全文摘要
本發明涉及高壓直流輸電工程中一種直流保護功能的實現方法，尤其是背靠背直流工程中背靠背差動保護的實現方法。背靠背差動保護是背靠背高壓直流輸電工程所特有的直流保護功能，它測量兩側換流變壓器二次側的電流，保護兩側換流變壓器二次側電流互感器之間的區域。本發明包括背靠背差動保護中換流變壓器二次側三相交流電流的測量和計算方法，以及背靠背差動保護的保護判據、保護分段和定值設置、保護動作順序。
文檔編號H01H83/00GK1881724SQ20051001769
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月15日 優先權日2005年6月15日
發明者張愛玲, 張望, 劉敏, 張楠, 孫東雷 申請人:許繼集團有限公司, 許繼電氣股份有限公司