【摘要】：針對(duì)傳統(tǒng)高壓直流輸電線路縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)受線路分布電容影響大、可靠性差的問題,提出一種基于計(jì)算電阻的縱聯(lián)保護(hù)方案。利用線路兩端故障電壓電流的直流分量計(jì)算線路的計(jì)算電阻,區(qū)內(nèi)故障時(shí),該值相對(duì)較小;區(qū)外故障時(shí),該值很大。以此為基礎(chǔ),提出了根據(jù)故障極與健全極線路上計(jì)算功率的差異實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確選極的方案。該方案對(duì)采樣率要求低、整定簡(jiǎn)單明確且不受分布電容電流的影響。理論分析和大量仿真結(jié)果表明,該保護(hù)選擇性好,可靠性高,對(duì)高阻接地故障有足夠的靈敏性。RTDS試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)故障錄波數(shù)據(jù)有效驗(yàn)證了其性能。
【圖文】：

戎檔木?對(duì)值即為直流輸電線路的計(jì)算電阻。區(qū)內(nèi)故障時(shí)，該值相對(duì)較小;區(qū)外故障時(shí)，該值很大，根據(jù)此特征可以實(shí)現(xiàn)區(qū)內(nèi)外故障的判別。通過分析故障附加狀態(tài)直流網(wǎng)絡(luò)的電阻特性，提出了計(jì)算電阻的整定方法。本方案基于電壓電流的直流故障分量，因此不受線路容性參數(shù)的影響，不需要補(bǔ)償分布電容電流，也不受交流側(cè)穿越交流電流的影響。ＲTDS仿真試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)故障錄波數(shù)據(jù)均表明，，兩側(cè)數(shù)據(jù)同步誤差對(duì)保護(hù)影響很小，保護(hù)可靠性較高。1高壓直流輸電系統(tǒng)兩端高壓直流輸電系統(tǒng)主要由整流站、逆變站和直流輸電線路三部分構(gòu)成。圖1為雙極高壓直流輸電系統(tǒng)的原理圖。圖1中，G表示雙極直流輸電系統(tǒng)兩側(cè)的交流系統(tǒng);Lp表示平波電抗器，點(diǎn)劃線框內(nèi)是直流濾波器組;平波電抗器、直流濾波器和中性線接地電容器組共同構(gòu)成了直流側(cè)濾波環(huán)節(jié);f1～f5為故障點(diǎn)的位置:f1是直流線路內(nèi)部的故障點(diǎn)，f2是整流側(cè)平波電抗器外側(cè)的故障點(diǎn)，f3是逆變側(cè)平波電抗器外側(cè)的故障點(diǎn)，f4是整流側(cè)交流母線上的故障點(diǎn)，f5是逆變側(cè)交流母線上的故障點(diǎn)。圖1雙極直流輸電系統(tǒng)Fig.1HVDCtransmissionsystemwithtwoelectrodes2區(qū)內(nèi)外故障特征分析2.1區(qū)內(nèi)故障分析直流線路故障發(fā)生后的瞬間(即直流系統(tǒng)控制系統(tǒng)動(dòng)作之前)，根據(jù)疊加原理，直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)可以等效為非故障狀態(tài)與故障附加狀態(tài)的疊加。系統(tǒng)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)如圖2所示(本文所規(guī)定的正方向均以從母線指向線路為正)。圖2區(qū)內(nèi)故障時(shí)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig.2Diagramofpost-internal-faultDCsuperpositioncircuit圖2中，m、n為直流線路保護(hù)的安裝位置，F(xiàn)為故障點(diǎn)的位置。由于提取了系統(tǒng)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)，因此可以忽略直流輸電系統(tǒng)各元件阻抗的電抗?

酥繃韃嗦瞬ɑ方?f1～f5為故障點(diǎn)的位置:f1是直流線路內(nèi)部的故障點(diǎn)，f2是整流側(cè)平波電抗器外側(cè)的故障點(diǎn)，f3是逆變側(cè)平波電抗器外側(cè)的故障點(diǎn)，f4是整流側(cè)交流母線上的故障點(diǎn)，f5是逆變側(cè)交流母線上的故障點(diǎn)。圖1雙極直流輸電系統(tǒng)Fig.1HVDCtransmissionsystemwithtwoelectrodes2區(qū)內(nèi)外故障特征分析2.1區(qū)內(nèi)故障分析直流線路故障發(fā)生后的瞬間(即直流系統(tǒng)控制系統(tǒng)動(dòng)作之前)，根據(jù)疊加原理，直流輸電系統(tǒng)的故障狀態(tài)可以等效為非故障狀態(tài)與故障附加狀態(tài)的疊加。系統(tǒng)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)如圖2所示(本文所規(guī)定的正方向均以從母線指向線路為正)。圖2區(qū)內(nèi)故障時(shí)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)示意圖Fig.2Diagramofpost-internal-faultDCsuperpositioncircuit圖2中，m、n為直流線路保護(hù)的安裝位置，F(xiàn)為故障點(diǎn)的位置。由于提取了系統(tǒng)故障附加狀態(tài)的直流網(wǎng)絡(luò)，因此可以忽略直流輸電系統(tǒng)各元件阻抗的電抗分量，只考慮電阻分量。ＲF為故障點(diǎn)的過渡電阻，Ｒp為平波電抗器等效電阻，Ｒ1b為直流濾波器組等效電阻，Ｒsm、Ｒsn為換流器等效電阻，Ｒx為故障點(diǎn)到整流側(cè)的直流線路等效電阻，Ｒy為故障點(diǎn)到逆變側(cè)的直流線路等效電阻。對(duì)于線路兩端的故障電流直流分量，有Img(dc)+Ing(dc)=IFg(dc)=IF(dc)(1)式中，Img(dc)和Ing(dc)分別為故障附加網(wǎng)絡(luò)中整流側(cè)和逆變側(cè)故障電流的直流分量;IF(dc)是故障電流的直流分量。對(duì)于線路兩端的直流電壓，有85

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