本發(fa)明屬于(yu)電力系統柔性交直流(liu)輸電技術領域(yu)，具體涉及(ji)一種直流(liu)斷路(lu)器(qi)失靈保護的方法。

背景技術：

柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)輸(shu)電(dian)(dian)技術以其更好的(de)(de)(de)(de)可控性(xing)(xing)和適(shi)應性(xing)(xing)，在(zai)(zai)電(dian)(dian)網(wang)(wang)建設中得(de)到了越來越廣泛(fan)的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。繼端對(dui)端柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)輸(shu)電(dian)(dian)以及多端柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)輸(shu)電(dian)(dian)工程(cheng)之(zhi)后，國家電(dian)(dian)網(wang)(wang)公司提出構建柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)概念(nian)，它能夠靈活控制(zhi)電(dian)(dian)網(wang)(wang)潮流(liu)(liu)(liu)(liu)分(fen)布，解決大規模新能源(yuan)送(song)出與(yu)消納等問(wen)題(ti)，從(cong)而逐步實現能源(yuan)互聯的(de)(de)(de)(de)發(fa)展規劃。柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)輸(shu)電(dian)(dian)線(xian)(xian)路(lu)采(cai)用(yong)架(jia)空線(xian)(xian)設計，與(yu)目前柔(rou)(rou)性(xing)(xing)直流(liu)(liu)(liu)(liu)工程(cheng)采(cai)用(yong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)纜輸(shu)電(dian)(dian)有較大的(de)(de)(de)(de)區別，發(fa)生線(xian)(xian)路(lu)故障的(de)(de)(de)(de)概率更高。對(dui)于(yu)直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)而言，瞬時性(xing)(xing)或永(yong)久性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)直流(liu)(liu)(liu)(liu)線(xian)(xian)路(lu)故障，在(zai)(zai)采(cai)取(qu)相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)保護(hu)動作策略后，不應影(ying)響直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)中其他元件(jian)的(de)(de)(de)(de)運行，保證直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)網(wang)(wang)的(de)(de)(de)(de)可靠性(xing)(xing)。

已有的(de)柔(rou)直(zhi)(zhi)輸(shu)(shu)電(dian)工(gong)程，輸(shu)(shu)電(dian)距(ju)離較近，采用(yong)電(dian)纜連接，故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)概率較低，當(dang)任一處發生(sheng)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)后，停(ting)運整(zheng)套輸(shu)(shu)電(dian)系統，使得輸(shu)(shu)電(dian)整(zheng)體(ti)可靠(kao)(kao)性(xing)(xing)降低。柔(rou)性(xing)(xing)直(zhi)(zhi)流電(dian)網(wang)(wang)中(zhong)，各換流站間距(ju)離較遠，考慮(lv)直(zhi)(zhi)流線(xian)(xian)路(lu)建設的(de)地點(dian)和成本(ben)，采用(yong)架(jia)空線(xian)(xian)路(lu)方(fang)(fang)案。為滿足直(zhi)(zhi)流電(dian)網(wang)(wang)運行(xing)可靠(kao)(kao)性(xing)(xing)的(de)要求(qiu)，使直(zhi)(zhi)流線(xian)(xian)路(lu)的(de)運行(xing)方(fang)(fang)式和故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)切除更加(jia)靈(ling)活，直(zhi)(zhi)流斷路(lu)器逐(zhu)步引入(ru)電(dian)網(wang)(wang)中(zhong)加(jia)以應用(yong)。若直(zhi)(zhi)流線(xian)(xian)路(lu)發生(sheng)瞬時性(xing)(xing)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)，在(zai)保(bao)證故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)被清(qing)除之后繼續恢復本(ben)條線(xian)(xian)路(lu)的(de)運行(xing)；若直(zhi)(zhi)流線(xian)(xian)路(lu)發生(sheng)永(yong)久性(xing)(xing)故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)，在(zai)準確判別故(gu)障(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)(zhang)特(te)征并動作出口后，切除本(ben)條直(zhi)(zhi)流線(xian)(xian)路(lu)，確保(bao)直(zhi)(zhi)流電(dian)網(wang)(wang)其他元件及設備的(de)正常運行(xing)。

由于(yu)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)更(geng)(geng)多的(de)(de)采用(yong)電(dian)力電(dian)子器(qi)件，使直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)技術(shu)更(geng)(geng)加復雜，造價更(geng)(geng)加昂貴，雖然直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)應(ying)用(yong)，讓直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)線路(lu)保(bao)護及系統控(kong)制(zhi)裝(zhuang)置等(deng)在動作結果等(deng)和運行方(fang)式方(fang)面(mian)變(bian)得更(geng)(geng)加靈活可控(kong)，但直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)失(shi)靈后果也非常的(de)(de)嚴重。因此對(dui)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)失(shi)靈的(de)(de)保(bao)護更(geng)(geng)加重要。目(mu)前(qian)由于(yu)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)剛剛興起，對(dui)其(qi)失(shi)靈的(de)(de)保(bao)護研究甚微(wei)。如(ru)果對(dui)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)失(shi)靈進行快速準確的(de)(de)判斷(duan)，成(cheng)為重要的(de)(de)目(mu)標之一。

技術實現要素：

本(ben)發(fa)明(ming)的(de)目的(de)在(zai)于針對現有(you)技術不足,提供一種(zhong)直(zhi)流(liu)斷(duan)路器失靈保護的(de)方法，該方法通過檢測故(gu)障后(hou)流(liu)過直(zhi)流(liu)斷(duan)路器的(de)電流(liu)，配合整定(ding)的(de)延時和(he)動作(zuo)定(ding)值，判(pan)斷(duan)出(chu)直(zhi)流(liu)斷(duan)路器是否失靈。該方法簡單、可靠，能(neng)快速的(de)判(pan)斷(duan)直(zhi)流(liu)斷(duan)路器狀態，從而減(jian)小損失，使電網穩定(ding)運行。

為了(le)達成(cheng)上述目的，本發明采(cai)用(yong)的技術(shu)方(fang)案(an)是：

一種直(zhi)流斷路器失靈(ling)保(bao)護的方法，其(qi)特征在于，包括如下步驟：

(1)直(zhi)流(liu)斷路器(qi)失靈保(bao)護(hu)等待接收保(bao)護(hu)動作啟失靈信號；

(2)保護動(dong)作啟(qi)失靈(ling)(ling)(ling)信號啟(qi)動(dong)直(zhi)(zhi)流斷路器失靈(ling)(ling)(ling)保護判(pan)據，直(zhi)(zhi)流斷路器失靈(ling)(ling)(ling)保護判(pan)據進(jin)行(xing)延時(shi)判(pan)斷，經過延時(shi)t1之后進(jin)入步驟(3)；

或(huo)者，經過延時t2(t2>t1)之后(hou)進入步驟(5)；

(3)檢測流(liu)過(guo)直(zhi)流(liu)斷路器的電流(liu)值；

當電流(liu)上升斜率(lv)變大、不(bu)變或者變小但仍大于(yu)斜率(lv)定值時，進(jin)入(ru)步(bu)驟(4)，否則進(jin)入(ru)步(bu)驟(1)；

(4)直(zhi)流(liu)斷路(lu)器失靈保護動作(zuo)，進入(ru)步驟(1)；

(5)檢測(ce)是否(fou)存在電(dian)流流過(guo)直流斷路(lu)器(qi)，如存在電(dian)流則(ze)進(jin)入步驟(zou)(4)，否(fou)則(ze)進(jin)入步驟(zou)(1)。

上述(shu)的一種直(zhi)流斷路器失靈保護的方(fang)法，其特征在(zai)于，上述(shu)步驟(zou)(1)中保護動作啟失靈信(xin)號(hao)，由通訊方(fang)式接(jie)入，或通過硬節點接(jie)入。

上(shang)述(shu)的(de)一種直(zhi)流斷(duan)路器(qi)失(shi)靈保護的(de)方法，其特征(zheng)在于，上(shang)述(shu)步驟(2)中(zhong)延時t1的(de)整定(ding)大于從(cong)直(zhi)流斷(duan)路器(qi)失(shi)靈保護接(jie)收到啟失(shi)靈信(xin)號到直(zhi)流斷(duan)路器(qi)避(bi)雷(lei)器(qi)動作(zuo)的(de)時間。

上(shang)述的一種直(zhi)流(liu)斷路器(qi)(qi)失靈(ling)保(bao)護的方法，其特征在(zai)于，上(shang)述步(bu)驟(zou)(2)中延(yan)時(shi)t2的整定大于從直(zhi)流(liu)斷路器(qi)(qi)失靈(ling)保(bao)護接收到(dao)啟失靈(ling)信號到(dao)直(zhi)流(liu)斷路器(qi)(qi)避雷器(qi)(qi)完全消耗能量的時(shi)間。

上述的一種直流斷路器失靈保護的方法，其特征在于，步驟(3)中，判斷直流斷路器的電流上升斜率變大、不變或者變小但仍大于斜率定值，采用固定判據其中表示(shi)直流線路電流上升斜率(lv)，kset表示(shi)定(ding)值，或使(shi)用變斜率(lv)方(fang)法辨別。

上述的(de)(de)一(yi)種直(zhi)流(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)失靈保護的(de)(de)方法，其(qi)特征(zheng)在于，上述步驟(5)中，存在電流(liu)流(liu)過直(zhi)流(liu)斷(duan)路(lu)器(qi)的(de)(de)判斷(duan)標(biao)準為(wei)：idl>idl_set，其(qi)中，idl表(biao)(biao)示直(zhi)流(liu)線路(lu)電流(liu)，idl_set表(biao)(biao)示定(ding)值，其(qi)整定(ding)為(wei)在采樣精度誤差范圍內的(de)(de)零電流(liu)。

上述(shu)的(de)一種(zhong)直流斷(duan)路器失靈保(bao)護的(de)方法，其特征在于，所述(shu)直流斷(duan)路器失靈保(bao)護判據配(pei)置(zhi)在直流斷(duan)路器控制(zhi)系統中(zhong)，或(huo)者，配(pei)置(zhi)在直流保(bao)護裝置(zhi)。

采用(yong)上述方(fang)案后，本發明的有益效果為：

(1)本發明提供的(de)一種(zhong)直流斷(duan)路器(qi)失(shi)靈保護的(de)方法，能夠可靠、快速(su)的(de)判(pan)斷(duan)直流斷(duan)路器(qi)狀態，從(cong)而減小(xiao)損失(shi)，使電網穩定運(yun)行；

(2)所述(shu)保護方法(fa)的步驟簡單，移植性(xing)好，可在任意裝置中實現其功能(neng)；

(3)雙重保(bao)(bao)護(hu)判據，包(bao)含整個直流(liu)(liu)斷路(lu)器動作周期，避免(mian)出現直流(liu)(liu)斷路(lu)器失(shi)靈死區，更(geng)有效的保(bao)(bao)護(hu)輸電系統。

附圖說明

圖(tu)(tu)1直流(liu)斷路(lu)器失靈保護方法(fa)流(liu)程圖(tu)(tu)

圖2是直流斷路(lu)器結構示意(yi)圖。

圖3是(shi)直(zhi)流斷(duan)路器正常動作電流和失靈后電流對比圖

圖4是(shi)直流斷路(lu)器失(shi)靈和保護動(dong)作波形(xing)

具體實施方式

以(yi)下將(jiang)結合(he)附(fu)圖及具體實施例(li)，對本發明的技術方案進行(xing)詳細說明。

本發(fa)明提(ti)供一(yi)種直流斷路(lu)器失靈保護的(de)方法，能夠簡單(dan)、可靠、快速的(de)判斷直流斷路(lu)器狀態，從而減小損(sun)失，使電網(wang)穩定運行。

圖(tu)2為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)結(jie)構(gou)(gou)示意(yi)圖(tu)。直流(liu)(liu)(liu)(liu)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)結(jie)構(gou)(gou)基本由(you)(you)通態(tai)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)、轉(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)和避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)三個部分組成。在線路(lu)(lu)正(zheng)常(chang)運行時，直流(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)(liu)經通態(tai)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)；某時刻線路(lu)(lu)發生故(gu)障(zhang)，轉(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)迅(xun)速導(dao)通，使故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由(you)(you)通態(tai)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)轉(zhuan)(zhuan)為(wei)流(liu)(liu)(liu)(liu)經轉(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)，當(dang)(dang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)完全轉(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)后(hou)(hou)(hou)斷(duan)(duan)(duan)開通態(tai)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)；通態(tai)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)斷(duan)(duan)(duan)開后(hou)(hou)(hou)閉鎖(suo)轉(zhuan)(zhuan)移(yi)(yi)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子器(qi)(qi)(qi)件，此時故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)為(wei)支(zhi)(zhi)路(lu)(lu)并聯的(de)電(dian)(dian)容充電(dian)(dian)；上述過程中，故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續增大，當(dang)(dang)達到避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)動(dong)作電(dian)(dian)壓后(hou)(hou)(hou)，避雷(lei)器(qi)(qi)(qi)動(dong)作，將故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)釋放，此時故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)由(you)(you)最高(gao)點開始減小，經過一段時間后(hou)(hou)(hou)故(gu)障(zhang)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)完全消失(shi)。如圖(tu)3中，波(bo)(bo)形1為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)正(zheng)常(chang)分斷(duan)(duan)(duan)后(hou)(hou)(hou)波(bo)(bo)形，波(bo)(bo)形2為(wei)直流(liu)(liu)(liu)(liu)斷(duan)(duan)(duan)路(lu)(lu)器(qi)(qi)(qi)失(shi)靈后(hou)(hou)(hou)電(dian)(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)持續增大的(de)波(bo)(bo)形。

圖1為(wei)(wei)(wei)(wei)本發明直流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器失靈(ling)(ling)保護方法流(liu)(liu)程(cheng)圖。以(yi)下采用經(jing)上述t1延時(shi)后(hou)直流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器失靈(ling)(ling)保護判(pan)據為(wei)(wei)(wei)(wei)例對該流(liu)(liu)程(cheng)圖進行詳細說明。設定直流(liu)(liu)斷(duan)路(lu)器收到跳閘(zha)指令到避(bi)雷器動作時(shi)間為(wei)(wei)(wei)(wei)3ms，則轉移支路(lu)閉鎖后(hou)，避(bi)雷器兩(liang)端電壓升高，達到定值后(hou)動作，使電流(liu)(liu)減小，設t1為(wei)(wei)(wei)(wei)4ms。

如(ru)圖(tu)4所示，直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)線路(lu)(lu)保護動(dong)(dong)作(zuo)1和(he)2信號發出并啟(qi)(qi)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)失(shi)靈(ling)信號。當(dang)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)失(shi)靈(ling)保護接(jie)收(shou)到信號后(hou)(hou)啟(qi)(qi)動(dong)(dong)失(shi)靈(ling)保護的(de)判據，延時3ms后(hou)(hou)故障電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)達到最大。若(ruo)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)正常(chang)，則4ms后(hou)(hou)避雷器(qi)已(yi)經開始消耗(hao)故障電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，若(ruo)計算出直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)上升斜(xie)率未變小或(huo)變小但大于斜(xie)率定(ding)(ding)值(zhi)kset，其中kset整定(ding)(ding)為直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)線路(lu)(lu)電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)相差若(ruo)干(gan)個(ge)采樣點的(de)差值(zhi)與所間(jian)隔時間(jian)的(de)比值(zhi)，說明(ming)直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)沒有進(jin)入(ru)避雷器(qi)消耗(hao)故障電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)的(de)過程，認為直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)失(shi)靈(ling)，則失(shi)靈(ling)保護動(dong)(dong)作(zuo)。如(ru)圖(tu)4中故障電流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)并未減小，滿(man)足前(qian)文所述條(tiao)件，直(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路(lu)(lu)器(qi)失(shi)靈(ling)保護動(dong)(dong)作(zuo)。

需(xu)要指出的是，上述方法同樣適(shi)用(yong)于(yu)延時(shi)t2的情況，不同點在(zai)于(yu)，當延時(shi)t2的時(shi)間(jian)后，避雷器應完(wan)全消耗掉故(gu)障(zhang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)線路應該沒有(you)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)過，若(ruo)依然檢測到存在(zai)直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，說(shuo)明直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路器沒能完(wan)全切除故(gu)障(zhang)電(dian)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)，認為直(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)(liu)(liu)斷路器失(shi)靈，則失(shi)靈保護動作。

以(yi)(yi)上實施例(li)僅為說明(ming)本(ben)發明(ming)的技(ji)術思(si)想(xiang)，不(bu)能以(yi)(yi)此限(xian)定本(ben)發明(ming)的保(bao)護范圍(wei)，凡是按照本(ben)發明(ming)提出的技(ji)術思(si)想(xiang)，在技(ji)術方案基礎上所做的任何改動，均落入本(ben)發明(ming)保(bao)護范圍(wei)之(zhi)內(nei)。