專利名稱：一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置，屬于特高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的直流輸電線路的主保護(hù)是行波保護(hù)，但行波保護(hù)易受雷電、換相失 敗、交流側(cè)故障等暫態(tài)現(xiàn)象的干擾，可靠性不高。對(duì)于特高壓直流輸電線路暫態(tài)保護(hù)，有學(xué)者提出利用平波電抗器、直流濾波器構(gòu)成的特高壓直流輸電線路“邊界”來區(qū)分區(qū)內(nèi)、區(qū)外故障，該方法提出了“邊界”概念，具有重要意義，但該方法忽略了特高壓直流輸電線路對(duì)高頻暫態(tài)信號(hào)的衰減作用，沒有考慮PLC濾波器的作用，并且該方法是利用保護(hù)元件來區(qū)分本側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障，并不能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路全線保護(hù)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有特高壓直流輸電線路行波保護(hù)可靠性不高，利用保護(hù)元件來區(qū)分本側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路暫態(tài)保護(hù)不能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路全線保護(hù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置，該方法可靠性高，而且能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路全線保護(hù)。本實(shí)用新型解決該技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是在整流側(cè)利用平波電抗器7、直流濾波器9、PLC濾波器11構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”;在逆變側(cè)利用平波電抗器8、直流濾波器10、PLC濾波器12構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”。本實(shí)用新型考慮特高壓直流輸電線路對(duì)故障暫態(tài)信號(hào)高頻量的衰減作用，利用保護(hù)元件來區(qū)分對(duì)側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障，具體方法是首先，在整流側(cè)利用平波電抗器7、直流濾波器9、PLC濾波器11構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”;在逆變側(cè)利用平波電抗器8、直流濾波器10、PLC濾波器12構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”，然后在保護(hù)
安裝點(diǎn)3，利用公式f |U(幻I'計(jì)算出當(dāng)線路末端出現(xiàn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量，并且作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)線路中某點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，在保護(hù)安裝點(diǎn)3，利用公式
N2
I I 酬 '計(jì)算出該點(diǎn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量，最后通過比較故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量和線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量的大小，區(qū)分特高壓直流輸電線路全線的區(qū)內(nèi)故障與保護(hù)安裝點(diǎn)3對(duì)側(cè)的區(qū)外故障，實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路單端全線保護(hù)。所述的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量和線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量的比較方法利用整流側(cè)保護(hù)元件來區(qū)分逆變側(cè)的區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障，利用逆變側(cè)的保護(hù)元件來區(qū)分整流側(cè)的區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障；如果保護(hù)裝置位于整流偵牝以線路末端點(diǎn)故 障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量小于線路末端點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)外故障；當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量大于等于線路末端點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)內(nèi)故障。如果保護(hù)裝置位于逆變側(cè)，以線路末端點(diǎn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量小于線路末端點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)外故障；當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量大于等于線路末端點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)內(nèi)故障。所述的平波電抗器、直流濾波器、PLC濾波器均是市售的普通元件。本實(shí)用新型的有益效果是利用保護(hù)安裝處的保護(hù)裝置，可以區(qū)分對(duì)側(cè)的區(qū)外故障與直流輸電線路全線故障(區(qū)內(nèi)故障)，從而實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路全線保護(hù)。

圖I為現(xiàn)有的技術(shù)中利用保護(hù)元件來區(qū)分本側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路暫態(tài)保護(hù)原理圖；圖2為本實(shí)用新型利用保護(hù)元件來區(qū)分對(duì)側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)原理圖。圖中1-整流側(cè)交流系統(tǒng)、2-整流橋、3-保護(hù)安裝點(diǎn)、4-直流線路、5-逆變橋、6-逆變側(cè)交流系統(tǒng)、7-整流側(cè)平波電抗器、8-逆變側(cè)平波電抗器、9-整流側(cè)直流濾波器、10-逆變側(cè)直流濾波器、11-整流側(cè)PLC濾波器、12-逆變側(cè)PLC濾波器。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。如圖I所示目前國內(nèi)學(xué)者提出的利用保護(hù)元件來區(qū)分本側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路暫態(tài)保護(hù)原理圖，在整流側(cè)利用平波電抗器7、直流濾波器9構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”;在逆變側(cè)利用平波電抗器8、直流濾波器10構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”該特高壓直流輸電線路的“邊界”構(gòu)成元件不包括PLC濾波器，并且該保護(hù)原理未考慮特高壓直流輸電線路對(duì)故障暫態(tài)信號(hào)高頻量的衰減作用，該保護(hù)是利用故障暫態(tài)電壓量的特高壓直流輸電線路暫態(tài)電壓保護(hù)。由圖I可見，當(dāng)區(qū)外d3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量通過由平波電抗器、直流濾波器構(gòu)成的“邊界”到達(dá)保護(hù)安裝點(diǎn)，保護(hù)裝置檢測到的故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量為通過“邊界”衰減后的高頻量，而區(qū)內(nèi)dl點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，保護(hù)裝置檢測到的故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量為未經(jīng)衰減的高頻量，所以該原理區(qū)分dl點(diǎn)故障與d3點(diǎn)故障的“區(qū)內(nèi)”與“區(qū)夕卜”是沒有問題的。但是，當(dāng)特高壓直流輸電線路遠(yuǎn)端d2點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，由于特高壓直流輸電線路對(duì)高頻量的衰減作用，到達(dá)保護(hù)安裝點(diǎn)的故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量為經(jīng)特高壓直流輸電線路衰減后的高頻量，并且線路越長，衰減越厲害，當(dāng)故障點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)的距離長到一定程度時(shí)，在保護(hù)安裝點(diǎn)，區(qū)內(nèi)d2點(diǎn)故障產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓高頻量將小于區(qū)外d3點(diǎn)故障產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓高頻量，即該原理已不能區(qū)分d2點(diǎn)故障與d3點(diǎn)故障的“區(qū)內(nèi)”與“區(qū)外”。所以目前國內(nèi)學(xué)者提出的利用保護(hù)元件來區(qū)分本側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路暫態(tài)保護(hù)原理不能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路的全線保護(hù)。在克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足的基礎(chǔ)上，本實(shí)用新型提出了一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置，本實(shí)用新型的工作原理對(duì)于安裝在整流側(cè)的保護(hù)裝置，逆變側(cè)的區(qū)外故障產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量要通過特高壓直流輸電線路“邊界”和特高壓直流輸電線路的雙重衰減才能到達(dá)保護(hù)安裝處，而區(qū)內(nèi)故障即特高壓直流輸電線路故障所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量則只通過特高壓直流輸電線路的衰減就能到達(dá)保護(hù)安裝處?？梢娫谡鱾?cè)保護(hù)安裝處，特高壓直流輸電線路末 端故障所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量是大于區(qū)外故障所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量的，故障離整流側(cè)保護(hù)安裝處越近，所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量越大。所以，利用整流側(cè)的保護(hù)裝置，計(jì)算暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量就能區(qū)分特高壓直流輸電線路全線的故障與逆變側(cè)的區(qū)外故障。本實(shí)用新型在實(shí)施中，在整流側(cè)利用平波電抗器7、直流濾波器9、PLC濾波器11構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”;在逆變側(cè)利用平波電抗器8、直流濾波器10、PLC濾波器12構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”。本實(shí)用新型在工作時(shí)，在保護(hù)安裝點(diǎn)3，利用公式|[/沐)|'
Jc-I計(jì)算出當(dāng)線路末端出現(xiàn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量，并且作為判斷的標(biāo)準(zhǔn)；當(dāng)線路中某點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，在保護(hù)安裝點(diǎn)3，利用公式
N2
Z柳I.
LI計(jì)算出該點(diǎn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量，最后通過比較故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量和線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量的大小，區(qū)分特高壓直流輸電線路全線的區(qū)內(nèi)故障與保護(hù)安裝點(diǎn)3對(duì)側(cè)的區(qū)外故障，實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路單端全線保護(hù)。所述的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量和線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量的暫態(tài)能量的比較方法當(dāng)故障暫態(tài)電壓高頻分量小于線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)外故障；當(dāng)故障暫態(tài)電壓高頻分量大于等于線路末端故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)內(nèi)故障。如圖2所示為本實(shí)用新型提出的利用保護(hù)元件來區(qū)分對(duì)側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)原理圖，當(dāng)區(qū)外d3點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)，故障產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量要通過特高壓直流輸電線路“邊界”和特高壓直流輸電線路的雙重衰減才能到達(dá)保護(hù)安裝處，而區(qū)內(nèi)線路末端d2點(diǎn)故障所產(chǎn)生的暫態(tài)電壓高頻分量則只通過特高壓直流輸電線路的衰減就能到達(dá)保護(hù)安裝處，可見在保護(hù)安裝點(diǎn)，區(qū)內(nèi)d2點(diǎn)故障產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓高頻量將大于區(qū)外d3點(diǎn)故障產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓高頻量，即本原理能區(qū)分d2點(diǎn)故障與d3點(diǎn)故障的“區(qū)內(nèi)”與“區(qū)外”。特高壓直流輸電線路對(duì)故障暫態(tài)信號(hào)高頻量的衰減作用與故障點(diǎn)距離保護(hù)安裝點(diǎn)的距離有關(guān)，距離越近，衰減作用越小，區(qū)內(nèi)dl點(diǎn)故障在保護(hù)安裝點(diǎn)產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量比區(qū)內(nèi)線路末端d2點(diǎn)、區(qū)外d3點(diǎn)故障產(chǎn)生的故障暫態(tài)電壓信號(hào)高頻量要大很多，可見本原理能區(qū)分dl點(diǎn)故障與d3點(diǎn)故障的“區(qū)內(nèi)”與“區(qū)外”。本實(shí)用新型還能區(qū)分區(qū)內(nèi)dl點(diǎn)d2點(diǎn)故障距離保護(hù)安裝點(diǎn)的遠(yuǎn)近，如果保護(hù)裝置
位于整流側(cè)，以線路末端d2點(diǎn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量為標(biāo)
準(zhǔn)，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量小于線路末端名點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)外故障；當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量大于等于線路末端4點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻量越大，故障點(diǎn)距離整流側(cè)保護(hù)安裝點(diǎn)3越近，反之就越遠(yuǎn)。如果保護(hù)裝置位于逆變側(cè)，以線路末端4點(diǎn)故障時(shí)在保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)
電壓高頻分量為標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻分量小于線路 末端4點(diǎn)
故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)區(qū)外故障；當(dāng)保護(hù)安裝點(diǎn)3檢測到的故障
暫態(tài)電壓高頻分量大于等于線路末端4點(diǎn)故障時(shí)的故障暫態(tài)電壓高頻分量，則故障為對(duì)側(cè)
區(qū)內(nèi)故障，保護(hù)安裝點(diǎn)檢測到的故障暫態(tài)電壓高頻量越大，故障點(diǎn)距離逆變側(cè)保護(hù)安裝點(diǎn)3越近，反之就越遠(yuǎn)。所以，本實(shí)用新型提出的利用保護(hù)元件來區(qū)分對(duì)側(cè)區(qū)外、區(qū)內(nèi)故障的特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)原理能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路全線保護(hù)。本實(shí)用新型是通過具體實(shí)施過程進(jìn)行說明的，在不脫離本實(shí)用新型范圍的情況下，還可以對(duì)本實(shí)用新型專利進(jìn)行各種變換及等同代替，因此，本實(shí)用新型專利不局限于所公開的具體實(shí)施過程，而應(yīng)當(dāng)包括落入本實(shí)用新型專利權(quán)利要求范圍內(nèi)的全部實(shí)施方案。
權(quán)利要求1.一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置，其特征是在整流側(cè)利用整流側(cè)的平波電抗器、直流濾波器、PLC濾波器構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”;在逆變側(cè)利用逆變側(cè)的平波電抗器、直流濾波器、PLC濾波器構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種特高壓直流輸電線路單端暫態(tài)電壓保護(hù)裝置，屬于特高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型在整流側(cè)利用整流側(cè)的平波電抗器、直流濾波器、PLC濾波器構(gòu)成整流側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”；在逆變側(cè)利用逆變側(cè)的平波電抗器、直流濾波器、PLC濾波器構(gòu)成逆變側(cè)的特高壓直流輸電線路“邊界”。本實(shí)用新型能實(shí)現(xiàn)特高壓直流輸電線路的全線保護(hù)，是一種全新的特高壓直流輸電線路保護(hù)原理，對(duì)特高壓直流輸電系統(tǒng)安全運(yùn)行具有重要意義。
文檔編號(hào)H02H9/04GK202513564SQ20122008491
公開日2012年10月31日 申請(qǐng)日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者葉波, 宋建, 常勇, 張文英, 束洪春, 畢貴紅, 蔡子龍, 謝靜, 邱革非, 陳仕龍 申請(qǐng)人:昆明理工大學(xué)