CN107359603A - 基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及*** - Google Patents

基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及***，其中，方法的实现包括：采集直流输电***p、n两极线路继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入两极线路各段保护各自的信号处理单元进行不同截止频率的低通滤波处理；根据线路参数和各段保护滤波后的测量信号，分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压；计算两极线路各段保护补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障。本发明判据简单、可靠性高、整定依据不依赖仿真，可以很好的解决现有的高压直流线路保护缺乏明确的整定依据、可靠性低等一系列问题。

Description

基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及***
技术领域
本发明属于电力***继电保护技术领域，更具体地，涉及一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及***。
背景技术
近些年来，高压直流输电工程在我国快速发展。高压直流输电具有传输容量大、线路损耗小以及易于分布式能源接入等优点。然而，由于高压直流输电***通常用于长距离地输送电能，不可避免地会面临各种恶劣的天气和自然环境。因此，其输电线路极易发生故障。但现有的高压直流输电线路保护均存在各种不足，例如行波保护采样率要求较高、理论不严密、易受雷电干扰、波头难以测量，微分欠压保护灵敏度低、缺乏整定依据，低电压保护选择性较差、无法区分区内外故障，纵联电流差动保护依赖双端电气量，因此可靠性较低，且动作速度较慢等。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法及***，由此解决现有高压直流线路保护存在的缺乏明确整定依据、采样率高以及可靠性低等一系列的技术问题。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法，包括：
S1、在线路发生短路故障时，采集直流输电***中p极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入p极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行数据处理，以及，采集直流输电***中n极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入n极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行数据处理；
S2、根据线路参数和各段保护滤波后的测量信号，分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压；
S3：计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障。
优选地，在步骤S2中，所述分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压，具体包括：
p极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
n极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
其中，k为大于等于1的整数，upck(t)代表p极线路第k段保护整定点处的补偿电压，upmk(t)代表p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压，lk为第k段保护的整定距离，rs为线路单位长度自电阻，Ls为线路单位长度自电感，ipmk(t)为p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，rm为p极线路与n极线路间单位长度的互电阻，inmk(t)为n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，Lm为p极线路与n极线路间单位长度的互电感，unck(t)代表n极线路第k段保护整定点处的补偿电压，unmk(t)代表n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压。
优选地，在步骤S3中，所述计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，具体包括：
由计算p极k段比值，由计算n极k段比值。
优选地，在步骤S3中，所述通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障，具体包括：
若故障后，p极k段比值Rpk(t)由正变负，则判定为p极线路内部故障；
若故障后，n极k段比值Rnk(t)由正变负，则判定为n极线路内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均由正变负，则判定为p极线路与n极线路极间内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均始终保持为正，则判定为线路外部故障。
按照本发明的另一方面，提供了一种应用于上述第一方面任意一项所述的高压直流线路多段式距离保护方法的保护***，包括：整流侧***1、p极线路第一母线2、n极线路第一母线3、p极线路第一继电保护装置4、n极线路第一继电保护装置5、p极线路6、n极线路7、p极线路第二继电保护装置8，n极线路第二继电保护装置9、p极线路第二母线10、n极线路第二母线11、逆变侧***12；
其中，所述整流侧***1与所述p极线路第一母线2以及所述n极线路第一母线3相连；所述p极线路第一母线2通过所述p极线路6与所述p极线路第二母线10相连；所述n极线路第一母线5通过所述n极线路7与所述n极线路第二母线11相连；所述p极线路第二母线10以及所述n极线路第二母线11与所述逆变侧***12相连；所述p极线路第一继电保护装置4安装在所述p极线路第一母线2出口处，所述n极线路第一继电保护装置5安装在所述n极线路第一母线3出口处，所述p极线路第二继电保护装置8安装在所述p极线路第二母线10出口处，所述n极线路第二继电保护装置9安装在所述n极线路第二母线11出口处。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：本发明通过利用高压直流线路单端测量量进行不同截止频率低通滤波后的瞬时值以及线路参数，分别计算两极线路各段保护整定点处的补偿电压值，进一步计算两极线路各段保护补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，取故障后的一短时间作为数据窗，利用比值的正负判定线路区内外故障，对采样率要求低、判据简单、动作速度快、可靠性高、整定依据不依赖仿真，可以很好的解决现有的高压直流线路保护缺乏明确的整定依据、采样率高、可靠性低等一系列问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法的流程示意图；
图2是本发明实施例提供的高压直流输电***的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的±800kv高压直流输电***结构示意图；
图4为本发明实施例提供的±800kv高压直流输电***在p极线路第一继电保护装置4正向出口发生接地短路故障(f1)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”的变化曲线；
图5为本发明实施例提供的±800kv高压直流输电***在p极线路远端发生接地短路故障(f2)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”的变化曲线；
图6为本发明的±800kv高压直流输电***在p极线路、n极线路发生线路远端极间短路故障(f3)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”的变化曲线；
图7为本发明的±800kv高压直流输电***在逆变侧***发生三相对称接地短路故障(f4)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”的变化曲线；
在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或结构，其中：1为整流侧***，2为p极线路第一母线，3为n极线路第一母线，4为p极线路第一继电保护装置，5为n极线路第一继电保护装置，6为p极线路，7为n极线路，8为p极线路第二继电保护装置，9为n极线路第二继电保护装置，10为p极线路第二母线，11为n极线路第二母线，12为逆变侧***。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明针对现有的高压直流线路保护存在的一系列问题，提出一种适用于高压直流线路的基于单端量的多段式距离保护。根据所保护线路的长度，设置相应的保护段数。该保护可以快速可靠地判别高压直流线路区内外故障，解决现有保护存在的缺乏明确整定依据、采样率高、可靠性低等一系列问题。
在本发明实施例中，利用高压直流线路单端测量量进行不同截止频率低通滤波后的瞬时值以及线路参数，分别计算两极线路各段保护整定点处的补偿电压值，进一步计算两极线路各段保护补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值。取故障后的一短时间作为数据窗，利用比值的正负判定线路区内外故障。若故障后，“p极k段比值”由正变负，则判定为p极线路内部故障；若故障后，“n极k段比值”由正变负，则判定为n极线路内部故障；若故障后，“p极k段比值”与“n极k段比值”均由正变负，则判定为p、n极线路极间内部故障；若故障后，“p极k段比值”与“n极k段比值”均始终保持为正，则判定为线路外部故障。本发明对采样率要求低、判据简单、动作速度快、可靠性高、整定依据不依赖仿真，能够明确地判定高压直流线路区内外故障，解决了现有的高压直流线路保护缺乏明确的整定依据、采样率高、可靠性低等一系列问题，具有普适性。
如图1所示是本发明实施例提供的一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法的流程示意图，在图1所示的方法中，包括以下步骤：
S1、在线路发生短路故障时，通过p极线路第一继电保护装置4和n极线路第一继电保护装置5的故障启动元件启动，采集直流输电***中p极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入p极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行数据处理，以及，采集直流输电***中n极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入n极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行数据处理；
例如，将p极线路保护k段信号处理单元的信号进行截止频率为fck的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为upmk(t)与ipmk(t)，n极线路保护k段信号处理单元的信号进行截止频率为fck的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为unmk(t)与inmk(t)。
S2、根据线路参数和各段保护滤波后的测量信号，分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压；
S3：计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障。
在一个可选的实施方式中，在步骤S2中，分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压，具体包括：
p极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
n极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
其中，k为大于等于1的整数，upck(t)代表p极线路第k段保护整定点处的补偿电压，upmk(t)代表p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压，lk为第k段保护的整定距离，rs为线路单位长度自电阻，Ls为线路单位长度自电感，ipmk(t)为p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，rm为p极线路与n极线路间单位长度的互电阻，inmk(t)为n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，Lm为p极线路与n极线路间单位长度的互电感，unck(t)代表n极线路第k段保护整定点处的补偿电压，unmk(t)代表n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压。
在一个可选的实施方式中，在步骤S3中，计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，具体包括：
由计算p极k段比值，由计算n极k段比值。
在一个可选的实施方式中，在步骤S3中，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障，具体包括：
若故障后，p极k段比值Rpk(t)由正变负，则判定为p极线路内部故障；
若故障后，n极k段比值Rnk(t)由正变负，则判定为n极线路内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均由正变负，则判定为p极线路与n极线路极间内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均始终保持为正，则判定为线路外部故障。
如图2所示为本发明实施例提供的一种应用于基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法的保护***，该***结构包括：整流侧***1、p极线路第一母线2、n极线路第一母线3、p极线路第一继电保护装置4、n极线路第一继电保护装置5、p极线路6、n极线路7、p极线路第二继电保护装置8，n极线路第二继电保护装置9、p极线路第二母线10、n极线路第二母线11、逆变侧***12，整流侧***1与p极线路第一母线2、n极线路第一母线3相连，p极线路第一母线2通过p极线路6与p极线路第二母线10相连，n极线路第一母线5通过n极线路7与n极线路第二母线11相连,p极线路第二母线10、n极线路第二母线11与逆变侧***12相连，p极线路第一继电保护装置4安装在p极线路第一母线2出口处，n极线路第一继电保护装置5安装在n极线路第一母线3出口处，p极线路第二继电保护装置8安装在p极线路第二母线10出口处，n极线路第二继电保护装置9安装在n极线路第二母线11出口处。
本发明利用高压直流线路单端测量量进行不同截止频率低通滤波后的瞬时值以及线路参数，分别计算两极线路各段保护整定点处的补偿电压值，进一步计算两极线路各段保护补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值。取故障后的一短时间作为数据窗，利用比值的正负判定线路区内外故障。本发明提出的基于单端量的高压直流线路多段式距离保护，对采样率要求低、判据简单、动作速度快、可靠性高、整定依据不依赖仿真，可以很好的解决现有的高压直流线路保护缺乏明确的整定依据、采样率高、可靠性低等一系列问题。
为了更进一步的说明本发明实施例提供的基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法，现结合附图以及具体实例详述如下：
具体实施方式以±800kv高压直流输电***(线路长度1400km)为例进行说明，如图3所示，±800kv高压直流输电***包含：整流侧***1、p极线路第一母线2、n极线路第一母线3、p极线路第一继电保护装置4、n极线路第一继电保护装置5、p极线路6、n极线路7、p极线路第二继电保护装置8，n极线路第二继电保护装置9、p极线路第二母线10、n极线路第二母线11、逆变侧***12，整流侧***1与p极线路第一母线2、n极线路第一母线3相连，p极线路第一母线2通过p极线路6与p极线路第二母线10相连，n极线路第一母线5通过n极线路7与n极线路第二母线11相连，p极线路第二母线10、n极线路第二母线11与逆变侧***12相连，p极线路第一继电保护装置4安装在p极线路第一母线2出口处，n极线路第一继电保护装置5安装在n极线路第一母线3出口处，p极线路第二继电保护装置8安装在p极线路第二母线10出口处，n极线路第二继电保护装置9安装在n极线路第二母线11出口处。
采用上述基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法，设置两段保护，即k＝2，按照以下步骤实施：
步骤1：当线路发生短路故障时，通过所述p极线路第一继电保护装置4和n极线路第一继电保护装置5的故障启动元件启动，将采集的继电保护装置安装处的电压和电流信息送入各极线路两段保护各自的信号处理单元进行低通滤波处理。将p极线路保护一段信号处理单元的信号进行截止频率为fc1的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为upm1(t)、ipm1(t)，p极线路保护二段信号处理单元的信号进行截止频率为fc2的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为upm2(t)、ipm2(t)，n极线路保护一段信号处理单元的信号进行截止频率为fc1的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为unm1(t)、inm1(t)，n极线路保护二段信号处理单元的信号进行截止频率为fc2的低通滤波，滤波后的测量电压和测量电流分别表示为unm2(t)、inm2(t)。
步骤2：根据线路参数和保护一段、二段滤波后的测量信号，分别计算两极线路的保护一段、二段整定点的补偿电压；
步骤3：分别计算两极线路保护一段、二段各自段补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，即“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障。
在本发明实施例中，步骤2中利用线路参数和保护一段、二段滤波后的测量信号计算两极线路的保护一段、二段整定点的补偿电压的方法为：
本实施例中利用差分方程代替微分方程，取保护一段的整定距离l1＝500km，保护二段的整定距离l1＝1300km，采样间隔Δt＝0.1ms，时间窗T＝2ms，基于线路参数和保护一段、二段滤波后的测量信号，计算两极线路保护一段、二段整定点的补偿电压；
在本实施例中，p极线路线路保护一段整定点的补偿电压计算方法为：
p极线路保护二段整定点的补偿电压计算方法为：
n极线路保护一段整定点的补偿电压计算方法为：
n极线路保护二段整定点的补偿电压计算方法为：
其中，upc1(i)代表p极线路保护一段整定点处的补偿电压第i(i为大于等于2的整数)点瞬时值，upm1(i)代表p极线路经fc1低通滤波后的测量电压第i点瞬时值，l1为保护一段的整定距离，rs为线路单位长度自电阻，Ls为线路单位长度自电感，ipm1(i)为p极线路经fc1低通滤波后的测量电流第i点瞬时值、ipm1(i-1)为第i-1点瞬时值，Δt为采样间隔，rm为p极线路与n极线路间单位长度的互电阻，inm1(i)为n极线路经fc1低通滤波后的测量电流第i点瞬时值、inm1(i-1)为第i-1点瞬时值，Lm为p极线路与n极线路间单位长度的互电感，upc2(i)为p极线路保护二段整定点处的补偿电压第i点瞬时值，upm2(i)为p极线路经fc2低通滤波后的测量电压第i点瞬时值，l2为保护二段的整定距离，ipm2(i)为p极线路经fc2低通滤波后的测量电流第i点瞬时值、ipm2(i-1)为第i-1点瞬时值，inm2(i)为n极线路经fc2低通滤波后的测量电流第i点瞬时值、inm2(i-1)为第i-1点瞬时值，unc1(i)代表n极线路保护一段整定点处的补偿电压第i点瞬时值,unm1(i)代表n极线路经fc1低通滤波后的测量电压第i点瞬时值，unc2(i)代表n极线路保护二段整定点处的补偿电压第i点瞬时值，unm2(i)代表n极线路经fc2低通滤波后的测量电压第i点瞬时值。
在本发明实施例中，步骤3中“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”的计算方法方法为：
其中，Rp1(i)为“p极一段比值”的第i点瞬时值，Rp2(i)为“p极二段比值”的第i点瞬时值，Rn1(i)为“n极一段比值”的第i点瞬时值，Rn2(i)为“n极二段比值”的第i点瞬时值。
在本发明实施例中，步骤4中区内外故障判别的方法为：
若故障后，或成立，则判定为p极线路内部故障；
若故障后，或成立，则判定为n极线路内部故障；
若故障后，(1)、(2)同时成立，则判定为两极线路内部极间故障；
若故障后，(1)、(2)均不成立，则判定为线路外部故障。
在本实施例中，设置p极线路第一继电保护装置4正向出口发生接地短路故障(图3中f1点)，“p极一段比值”、“p极二段比值”如图4所示，此时式(1)成立，故判定为p极线路内部故障。
在本实施例中，设置p极线路远端发生接地短路故障(图3中f2点)，“p极一段比值”、“p极二段比值”如图5所示，此时式(1)成立，故判定为p极线路内部故障。
在本实施例中，设置两极线路远端发生极间短路故障(图3中f3点)，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”如图6所示，此时式(1)、(2)同时成立，故判定为线路内部极间故障；
在本实施例中，设置逆变侧***发生三相对称接地短路故障(图3中f4点)，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”如图7所示，此时(1)、(2)均不成立，则判定为线路外部故障。
参照图4、图5、图6和图7，图4为本发明的±800kv高压直流输电***在p极线路第一继电保护装置4正向出口发生接地短路故障(f1)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”变化曲线；图5为本发明的±800kv高压直流输电***在p极线路远端发生接地短路故障(f2)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”变化曲线；图6为本发明的±800kv高压直流输电***在p极线路、n极线路发生线路远端极间短路故障(f3)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”变化曲线；图7为本发明的±800kv高压直流输电***在逆变侧***发生三相对称接地短路故障(f4)时，“p极一段比值”、“p极二段比值”、“n极一段比值”、“n极二段比值”变化曲线；从图4-图7中可以看出，本发明实施例提供的基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法能够有效判别线路内外故障。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于单端量的高压直流线路多段式距离保护方法，其特征在于，包括：
S1、在线路发生短路故障时，采集直流输电***中p极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入p极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行滤波处理，以及，采集直流输电***中n极线路第一继电保护装置安装处的电压和电流信息，并送入n极线路中各段保护对应的信号处理单元中进行滤波处理；
S2、根据线路参数和各段保护滤波后的测量信号，分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压；
S3：计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述分别计算两极线路的各段保护整定点的补偿电压，具体包括：
p极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
<mrow> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>c</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>=</mo> <msub> <mi>u</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <msub> <mi>l</mi> <mi>k</mi> </msub> <mo>&amp;lsqb;</mo> <msub> <mi>r</mi> <mi>s</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>L</mi> <mi>s</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>di</mi> <mrow> <mi>p</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <msub> <mi>r</mi> <mi>m</mi> </msub> <msub> <mi>i</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>+</mo> <msub> <mi>L</mi> <mi>m</mi> </msub> <mfrac> <mrow> <msub> <mi>di</mi> <mrow> <mi>n</mi> <mi>m</mi> <mi>k</mi> </mrow> </msub> <mrow> <mo>(</mo> <mi>t</mi> <mo>)</mo> </mrow> </mrow> <mrow> <mi>d</mi> <mi>t</mi> </mrow> </mfrac> <mo>&amp;rsqb;</mo> </mrow>
n极线路第k段保护整定点的补偿电压计算方法为：
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其中，k为大于等于1的整数，upck(t)代表p极线路第k段保护整定点处的补偿电压，upmk(t)代表p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压，lk为第k段保护的整定距离，rs为线路单位长度自电阻，Ls为线路单位长度自电感，ipmk(t)为p极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，rm为p极线路与n极线路间单位长度的互电阻，inmk(t)为n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电流，Lm为p极线路与n极线路间单位长度的互电感，unck(t)代表n极线路第k段保护整定点处的补偿电压，unmk(t)代表n极线路经截止频率fck低通滤波后的测量电压。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述计算两极线路各段保护整定点的补偿电压与该段对应滤波后测量电压的比值，具体包括：
由计算p极k段比值，由计算n极k段比值。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤S3中，所述通过比值的正负来判别高压直流线路区内外故障，具体包括：
若故障后，p极k段比值Rpk(t)由正变负，则判定为p极线路内部故障；
若故障后，n极k段比值Rnk(t)由正变负，则判定为n极线路内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均由正变负，则判定为p极线路与n极线路极间内部故障；
若故障后，p极k段比值Rpk(t)与n极k段比值Rnk(t)均始终保持为正，则判定为线路外部故障。
5.一种应用于上述权利要求1至4任意一项所述的高压直流线路多段式距离保护方法的保护***，其特征在于，包括：整流侧***(1)、p极线路第一母线(2)、n极线路第一母线(3)、p极线路第一继电保护装置(4)、n极线路第一继电保护装置(5)、p极线路(6)、n极线路(7)、p极线路第二继电保护装置(8)，n极线路第二继电保护装置(9)、p极线路第二母线(10)、n极线路第二母线(11)以及逆变侧***(12)；
其中，所述整流侧***(1)与所述p极线路第一母线(2)以及所述n极线路第一母线(3)相连；所述p极线路第一母线(2)通过所述p极线路(6)与所述p极线路第二母线(10)相连；所述n极线路第一母线(5)通过所述n极线路(7)与所述n极线路第二母线(11)相连；所述p极线路第二母线(10)以及所述n极线路第二母线(11)与所述逆变侧***(12)相连；所述p极线路第一继电保护装置(4)安装在所述p极线路第一母线(2)出口处，所述n极线路第一继电保护装置(5)安装在所述n极线路第一母线(3)出口处，所述p极线路第二继电保护装置(8)安装在所述p极线路第二母线(10)出口处，所述n极线路第二继电保护装置(9)安装在所述n极线路第二母线(11)出口处。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109188174A (zh) * 2018-09-26 2019-01-11 华中科技大学 一种交流线路出口故障的判别方法
CN110212489A (zh) * 2019-05-20 2019-09-06 华中科技大学 一种基于判据极值估计的高压直流线路距离保护方法
CN110265990A (zh) * 2018-03-12 2019-09-20 丁美连 一种抽油机多井耦合共直流母线电压均衡控制及故障检测方法
CN111796202A (zh) * 2019-04-08 2020-10-20 Abb电网瑞士股份公司 用于输电线路的基于极性比较的时域距离保护
CN113972632A (zh) * 2021-10-09 2022-01-25 华中科技大学 一种直流线路纵联方向保护方法、装置和***
CN114113876A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 日立能源瑞士股份公司 电力线路故障的确定

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112202151B (zh) * 2020-09-24 2021-08-03 华中科技大学 一种高压直流输电线路纵联保护方法及***

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104977502A (zh) * 2015-06-11 2015-10-14 昆明理工大学 一种特高压直流输电线路区内外故障识别方法
CN105467273A (zh) * 2015-12-17 2016-04-06 中国电力科学研究院 一种单端量距离保护中的新型极化量判据实现方法
EP3093674A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-16 General Electric Technology GmbH Improvements in or relating to direct current distance protection schemes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3093674A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-16 General Electric Technology GmbH Improvements in or relating to direct current distance protection schemes
CN104977502A (zh) * 2015-06-11 2015-10-14 昆明理工大学 一种特高压直流输电线路区内外故障识别方法
CN105467273A (zh) * 2015-12-17 2016-04-06 中国电力科学研究院 一种单端量距离保护中的新型极化量判据实现方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110265990A (zh) * 2018-03-12 2019-09-20 丁美连 一种抽油机多井耦合共直流母线电压均衡控制及故障检测方法
CN110265990B (zh) * 2018-03-12 2023-11-14 丁美连 一种抽油机多井耦合共直流母线电压均衡控制及故障检测方法
CN109188174A (zh) * 2018-09-26 2019-01-11 华中科技大学 一种交流线路出口故障的判别方法
CN111796202A (zh) * 2019-04-08 2020-10-20 Abb电网瑞士股份公司 用于输电线路的基于极性比较的时域距离保护
CN111796202B (zh) * 2019-04-08 2023-06-02 日立能源瑞士股份公司 用于输电***的输电线路的故障检测的方法及装置
CN110212489A (zh) * 2019-05-20 2019-09-06 华中科技大学 一种基于判据极值估计的高压直流线路距离保护方法
CN110212489B (zh) * 2019-05-20 2020-07-28 华中科技大学 一种基于判据极值估计的高压直流线路距离保护方法
CN114113876A (zh) * 2020-09-01 2022-03-01 日立能源瑞士股份公司 电力线路故障的确定
CN114113876B (zh) * 2020-09-01 2024-07-12 日立能源有限公司 电力线路故障的确定
CN113972632A (zh) * 2021-10-09 2022-01-25 华中科技大学 一种直流线路纵联方向保护方法、装置和***
CN113972632B (zh) * 2021-10-09 2022-09-20 华中科技大学 一种直流线路纵联方向保护方法、装置和***

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