专利名称：高压直流输电系统背靠背差动保护方法
技术领域：
本发明涉及高压直流输电工程中一种直流保护功能的实现方法，尤其是背靠背直流输电工程中背靠背差动保护的实现方法。
背景技术：
背靠背直流输电工程的基本特点是整流和逆变系统同在一个换流站内，换流器一般为单极12脉动结构，直流低压侧接入换流站接地网。
背靠背差动保护是背靠背高压直流输电工程所特有的直流保护功能，它测量两侧换流变压器二次侧的电流，保护两侧换流变压器二次侧电流互感器之间的区域。直流保护系统应配置完善的直流保护功能，使其能够检测保护区内所有可能的故障，选择性地动作和告警。
发明内容
本发明的目的是提供一种背靠背直流输电工程中背靠背差动保护的实现方法，在故障或过应力情况下，防止损害高压直流设备。
本发明的技术方案是，一种高压直流输电系统背靠背差动保护方法，该方法的步骤如下(1)换流站两侧换流变压器二次侧三相交流电流的测量和计算两侧的换流变压器二次侧Y绕组的三相电流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D绕组的三相电流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分别经过电流变换后，转换成相应的电压信号送到运算处理单元，然后分别计算出两侧交流电流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，这些值用于以后的保护判断IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)确定背靠背差动保护的保护判据，保护判据为|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分别为两侧的换流变阀侧Y绕组的三相电流的整流值，IacD1、IacD2分别为两侧的换流变阀侧D绕组的三相电流的整流值；(3)保护的分段及定值设置背靠背差动保护设两段定值及相应的延时，保护定值的确定依据现场动态性能测试的结果，在交流系统低电压或换流阀换相失败时，背靠背差动保护不能误动作，保护定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值移相闭锁，时延t1，慢速保护b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相闭锁，时延t2快速保护Idn为直流额定电流
(4)保护的动作顺序背靠背差动保护动作后，发移相闭锁命令到极控系统，从而使直流系统紧急停运，同时跳两侧交流断路器、起动两侧断路器失灵保护。
当其保护区内发生接地和短路故障时，两侧的电流有很大的差值，该保护检测到故障电流后，经过一定的延时输出保护动作信号，使背靠背直流输电系统停运。由于背靠背差动保护的保护范围宽，它总是做为后备保护来使用。背靠背差动保护动作后，发移相闭锁命令到极控系统，从而使直流系统紧急停运，同时跳两侧交流断路器、起动两侧断路器失灵保护。
图1为本发明背靠背差动保护的测量信号的示意图；图2为本发明背靠背差动保护的实现方法的逻辑框图。
具体实施例方式
图1中给出了背靠背差动保护的测量信号IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2、IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2的位置。本实施例以采用单极12脉动换流器的背靠背直流工程为例，介绍背靠背差动保护的实现方法。
本发明可以用微机直流保护装置来实现，微机直流保护装置已经是本技术领域常用的装置。微机型直流保护装置首先采集两侧换流变压器阀侧电流，计算出两侧交流电流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，然后按照保护的逻辑框图(图2)进行保护的逻辑判断和处理。
步骤如下(1)换流站两侧换流变压器二次侧三相交流电流的测量和计算两侧的换流变压器二次侧Y绕组的三相电流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D绕组的三相电流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分别经过电流变换后，转换成相应的电压信号送到运算处理单元，然后分别计算出两侧交流电流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，这些值用于以后的保护判断IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)确定背靠背差动保护的保护判据，保护判据为|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分别为两侧的换流变阀侧Y绕组的三相电流的整流值，IacD1、IacD2分别为两侧的换流变阀侧D绕组的三相电流的整流值；(3)保护的分段及定值设置背靠背差动保护设两段定值及相应的延时，保护定值的确定依据现场动态性能测试的结果，在交流系统低电压或换流阀换相失败时，背靠背差动保护不能误动作，保护定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值移相闭锁，时延t1，慢速保护b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn
移相闭锁，时延t2快速保护Idn为直流额定电流(4)保护的动作顺序背靠背差动保护动作后，发移相闭锁命令到极控系统，从而使直流系统紧急停运，同时跳两侧交流断路器、起动两侧断路器失灵保护。
最后所应说明的是以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种高压直流输电系统背靠背差动保护方法，其特征在于，该方法的步骤如下(1)换流站两侧换流变压器二次侧三相交流电流的测量和计算两侧的换流变压器二次侧Y绕组的三相电流IaY1、IbY1、IcY1、IaY2、IbY2、IcY2和D绕组的三相电流IaD1、IbD1、IcD1、IaD2、IbD2、IcD2分别经过电流变换后，转换成相应的电压信号送到运算处理单元，然后分别计算出两侧交流电流的整流值IacY1、IacY2、IacD1、IacD2，这些值用于以后的保护判断IacY1＝(|IaY1|+|IbY1|+|IcY1|)/2IacY2＝(|IaY2|+|IbY2|+|IcY2|)/2IacD1＝(|IaD1|+|IbD1|+|IcD1|)/2IacD2＝(|IaD2|+|IbD2|+|IcD2|)/2(2)确定背靠背差动保护的保护判据，保护判据为|IacY1-IacY2|＞Δ或|IacD1-IacD2|＞Δ其中IacY1、IacY2分别为两侧的换流变阀侧Y绕组的三相电流的整流值，IacD1、IacD2分别为两侧的换流变阀侧D绕组的三相电流的整流值；(3)保护的分段及定值设置背靠背差动保护设两段定值及相应的延时，保护定值的确定依据现场动态性能测试的结果，在交流系统低电压或换流阀换相失败时，背靠背差动保护不能误动作，保护定值包括a)|IacY1-IacY2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值或|IacD1-IacD2|＞K1*Idn+k1’*整流侧Y绕组三相电流整流值移相闭锁，时延t1，慢速保护b)|IacY1-IacY2|＞K2*Idn或|IacD1-IacD2|＞K2*Idn移相闭锁，时延t2快速保护Idn为直流额定电流(4)保护的动作顺序背靠背差动保护动作后，发移相闭锁命令到极控系统，从而使直流系统紧急停运，同时跳两侧交流断路器、起动两侧断路器失灵保护。
全文摘要
本发明涉及高压直流输电工程中一种直流保护功能的实现方法，尤其是背靠背直流工程中背靠背差动保护的实现方法。背靠背差动保护是背靠背高压直流输电工程所特有的直流保护功能，它测量两侧换流变压器二次侧的电流，保护两侧换流变压器二次侧电流互感器之间的区域。本发明包括背靠背差动保护中换流变压器二次侧三相交流电流的测量和计算方法，以及背靠背差动保护的保护判据、保护分段和定值设置、保护动作顺序。
文档编号H01H83/00GK1881724SQ20051001769
公开日2006年12月20日 申请日期2005年6月15日 优先权日2005年6月15日
发明者张爱玲, 张望, 刘敏, 张楠, 孙东雷 申请人:许继集团有限公司, 许继电气股份有限公司