一种含直流断路器的直流保护定值切换方法技术

本发明专利技术公开了一种含直流断路器的直流保护定值切换，为实现QH线故障定位及QA站内故障隔离，对多端柔直系统制定直流断路器故障隔离策略和定值切换策略。本发明专利技术根据加装直流断路器后直流系统的运行需求，提出了直流保护的定值切换策略实现直流断路器隔离QH线及QA站故障。对原有直流保护系统中保护元件的定值延时进行优化调整，增加直流保护与系统级控制器间的通讯，并在三端透传QA站差动保护元件动作信号，短时改变JN站和SC站相关保护延时。在不影响一次设备安全的情况下，可快速隔离故障设备，柔直系统切换至下一个稳定运行模式。柔直系统切换至下一个稳定运行模式。柔直系统切换至下一个稳定运行模式。

【技术实现步骤摘要】
一种含直流断路器的直流保护定值切换方法


[0001]本专利技术涉及一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，属于断路器控制


技术介绍

[0002]南澳(以下简称NA)多端柔直系统加装机械式高压直流断路器后，为实现直流断路器连接的故障站能够被快速有效隔离，非故障站能在特定的运行方式下稳定运行，需要对系统直流保护策略进行调整，以适应系统新的运行方式。
[0003]在改造前的NA多端柔直系统保护功能配置和定值整定条件下，当直流系统中任一保护区域发生故障时，直流保护系统均能识别并闭锁换流阀、跳开交流断路器，之后控制系统将停运整个直流系统并跳开所有交流断路器。
[0004]公开号为CN107331558B，名称为一种交流开关装置，采用双交流开关，双交流开关两端交叉连接有由两只可控硅反向并联组成的电流转移电路，从而形成了2路电流转移电路，通过检测输入电压和输入电流的方向，能选择性地开通某路电流转移电路，使得即刻实现输入电压和输入电流的方向相反或通过电流转移电路中的两只可控硅实现将交流开关两端的电弧电压钳位为输入电压，当在双交流开关上各再增加1路电流转移电路后，能够完全实现能量回收不受故障时刻电压电流方向限制。
[0005]公开号为CN110635458A，名称为基于晶闸管的固态交流断路器，该固态交流断路器主要分为载流通路，电流转移通路与能量吸收电路构成，载流通路分别与能量吸收电路、电流转移支路以及控制器电连接；控制器与电流转移支路电连接。采用电力电子器件晶闸管与二极管整流拓扑并联作为载流通路，电流转移通路由二极管整流桥、吸收电容、放电电阻、高频变压器与逆变器构成。
[0006]但是，上述两种方案并不适用于直流断路器。
[0007]为满足NA多端柔直系统整体保护的需求，实现保护功能无死区，按照设备所处的电气间隔以及分区可复制性的原则，并参照可能发生的故障类型确定系统设备的保护分区为站内交流母线区、换流器区以及直流极区。
[0008]目前NA多端柔性直流输电工程中，由于直流侧没有配置可以分断故障电流的直流断路器，虽然直流保护装置配置有多个差动保护元件，可对所有保护区域内的故障进行定位，但是由于无法隔离故障线路或故障换流站，当直流系统故障时，只能够采取三端停运的方式，跳开交流断路器切断故障电流的通道。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种一种非故障站根据故障站差动保护信号进行定值切换，实现直流断路器隔离多端柔直系统故障的直流保护策略。
[0010]为解决上述问题，本专利技术所采取的技术方案是：
[0011]一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，为实现QH线故障定位及QA站内故障
隔离，对多端柔直系统制定直流断路器故障隔离策略和定值切换策略。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，
[0013]所述直流断路器故障隔离策略具体为：增加具有选择性的QH线线路差动保护元件，完成QH线故障定位及故障隔离；直流线路差动保护判据包括电流判据及电压辅助判据，电流判据及电压辅助判据的判断逻辑为与逻辑。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，
[0015]负极线路差动保护的保护判据如式(1)和式(2)所示：
[0016]|I
dNQH
‑
I
dNQA
|＞max(I
set
，K
set
*I
res
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0017]式中：I
dNQH
为QH线靠近JN汇流母线侧负极直流电流；I
dNQA
为QA站负极直流电流；I
set
为差动电流门槛值，取0.5p.u.；K
set
为制动系数，取0.2；制动电流I
res
＝|I
dNQH
|+|I
dNQA
|；|U
dN
|＜U
set
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0018]式中：U
dN
为QH线负极直流电压；U
set
为直流电压门槛值，取0.6p.u.；
[0019]考虑采样值突变、程序处理周期，直流线路差动保护时间定值取2ms；
[0020]对于QA站内发生的系统故障，由QA站内直流保护系统完成故障定位，并闭锁QA站换流器，跳开交流进线开关，并通知JN站直流保护跳开直流断路器，隔离故障，防止三端停运。
[0021]作为本专利技术的进一步改进，
[0022]所述定值切换策略具体为：为了实现QA站内故障或QH线路故障时，防止其他两站的无选择性保护先动作导致三端停运，对直流保护定值进行优化，优化的原则为在保证设备安全的情况下，通过快速保护延时的调整来保证发生在QA站站内和QH线路的故障优先由QA本站的保护或直流线路差动保护动作来隔离故障；随后由控制系统将多端柔直系统调整为SC
‑
JN双端运行方式，避免多端柔直系统整体停运。
[0023]作为本专利技术的进一步改进，根据现场运行条件，所述定值切换策略将QH线差动保护和QA站内差动保护动作信号通过站间通道和光差通道通知JN站和SC站直流保护装置，作为直流保护定值切换的条件。
[0024]作为本专利技术的进一步改进，
[0025]所述定值切换策略的定值切换逻辑如下：当QA站有差动保护动作信号时，QA站执行闭锁跳闸逻辑，并通过光差通道和站间通道分别通知JN站和SC站，两站执行定值切换和跳直流断路器逻辑，定位并切除故障区域；
[0026]当QH线路发生高阻接地故障时，如存在仅有JN站线路差动保护动作的情况；此时JN站直流保护装置跳开直流断路器，并通过光差通道通知QA站执行闭锁跳闸指令，同时通过站间通道通知SC站执行定值切换逻辑，防止无选择性保护误动作。
[0027]作为本专利技术的进一步改进，
[0028]在有QH线差动动作或QA站站内差动保护动作信号时，定值切换策略下表所示
[0029]ms
[0030][0031]SC和JN站收到差动保护动作信号后，按照上表自动切换接地过流2段和直流电压不平衡4段保护延时定值，切换逻辑保持100ms后自动撤销；
[0032]JN站线路差动保护动作后，仅跳开直流断路器；QA站保护动作后，请求JN站跳开直流断路器，并停运QA站自身，不请求停运三端。
[0033]作为本专利技术的进一步改进，
[0034]在NA多端柔直系统加装直流断路器后的EMT
‑
DC模型基础上，对直流保护改造策略可行性进行仿真验证。
[0035]作为本专利技术的进一步改进，
[0036]所述仿真验证，以故障工况为三端处于交直流并联运行方式，功率由JN站、QA站向SC站输送，功率参考值分别为SC站200MW、JN站100MW、QA站50MW运行。
[0037]作为本专利技术的进一步改进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，其特征在于：为实现QH线故障定位及QA站内故障隔离，对多端柔直系统制定直流断路器故障隔离策略和定值切换策略。2.根据权利要求1所述的一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，其特征在于，所述直流断路器故障隔离策略具体为：增加具有选择性的QH线线路差动保护元件，完成QH线故障定位及故障隔离；直流线路差动保护判据包括电流判据及电压辅助判据，电流判据及电压辅助判据的判断逻辑为与逻辑。3.根据权利要求2所述的一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，其特征在于，负极线路差动保护的保护判据如式(1)和式(2)所示：|I
dNQH
‑
I
dNQA
|＞max(I
set
，K
set
*I
res
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：I
dNQH
为QH线靠近JN汇流母线侧负极直流电流；I
dNQA
为QA站负极直流电流；I
set
为差动电流门槛值，取0.5p.u.；K
set
为制动系数，取0.2；制动电流I
res
＝|I
dNQH
|+|I
dNQA
|；|U
dN
|＜U
set
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)式中：U
dN
为QH线负极直流电压；U
set
为直流电压门槛值，取0.6p.u.；考虑采样值突变、程序处理周期，直流线路差动保护时间定值取2ms；对于QA站内发生的系统故障，由QA站内直流保护系统完成故障定位，并闭锁QA站换流器，跳开交流进线开关，并通知JN站直流保护跳开直流断路器，隔离故障，防止三端停运。4.根据权利要求3所述的一种含直流断路器的直流保护定值切换方法，其特征在于，所述定值切换策略具体为：为了实现QA站内故障或QH线路故障时，防止其他两站的无选择性保护先动作导致三端停运，对直流保护定值进行优化，优化的原则为在保证设备安全的情况下，通过快速保护延时的调整来保证发生在QA站站内和QH线路的故障优先由QA本站的保护或直流线路差动保护动作来隔离故障；随后由控制系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振伟，王晶，赵天翊，赵树军，单保涛，陶陈彬，马隽，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司国家电网有限公司国网河北省电力有限公司邯郸供电分公司，
类型：发明
国别省市：