一种减少交流系统二次谐波导致hvdc停运的实现方法
【专利摘要】一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，该方法在交流侧对二次谐波的正序、负序特性进行了检测；对传统的100Hz保护进行了修改，分离出了优化后的100Hz和新增的150Hz保护，两种保护可以可以精确的处理交流侧二次负序谐波对直流侧的影响。通过动作电流和动作时间整定值的调整，减小了停运概率，即使是必须动作停运，也能先单极停运转移负荷至另一极。动作整定值下限依据能够检测到直流电流连续断续确定，上限定值考虑换流站电气设备的谐波耐受能力；对原有50Hz保护也作出了相应的调整，更好的分别区内和区外保护动作，更精确应对交流侧的二次正序谐波影响。本发明能够减少交流系统的二次谐波对HVDC造成的停运影响，明显减小停运次数，降低停运损失。
【专利说明】-种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的方法，属于保护系统的 优化。
【背景技术】
[0002] 大容量变压器检修后空投合闸充电，产生很大的励磁涌流，会在网侧产生很大的 谐波，主要是二次负序谐波。对于我国西北地区的弱交流系统，没有太强的电网支撑，容易 产生二次谐波传递放大，而西北电网又多接有直流工程，二次谐波很容易通过换流阀传递 到直流系统，如图1所示，使得直流系统的三次谐波骤增，造成保护动作被迫单极或双极停 运。
[0003] 为了保护直流系统免受低次谐波影响，目前的直流系统主要是100Hz保护，主要 作为交流系统单相或相间故障时直流系统的后备保护，避免互联电网之间出现持续功率振 荡。100Hz保护原有设计方案的谐波电流采样带宽为80Hz?200Hz，包括了 2次和3次谐 波，谐波电流幅值较大时保护动作。这种保护范围较大，精确性较差，经常造成不必要的动 作。
[0004] 另外，换流阀丢失脉冲及交流系统中存在二次正序电压时，都会在直流侧产生 50Hz的一次谐波电流，出现50Hz功率振荡。常规直流工程50Hz保护的目的是作为换流阀 丢脉冲的后备保护，称作区内保护。在交流系统出现2次谐波正序电压时，直流出现50Hz 功率振荡，50Hz保护也会动作，称作区外保护。区外保护目的是为了避免互联电网之间出现 持续功率振荡，危害藏中电网安全稳定运行，同时保证直流自身设备不受危害。
[0005] 对于类似于我国西北电网的弱电网，本地电网较弱，且同时接有高压直流输电工 程。很容易由于交流系统二次谐波的影响造成闭锁停运。因此很有必要发明出来一种能够 精确处理各次谐波影响的保护系统，保证电网稳定运行。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是提供一种避免交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法。该 方法能够较好处理由于交流系统二次谐波引起的HVDC停运问题，对直流系统的一次、二 次、三次谐波准确的检测和处理。
[0007] 本发明的技术方案包括如下步骤：
[0008] (1)将HVDC直流侧的100Hz保护的检测带宽从80Hz?200Hz调整为80Hz? 120Hz。如图2所示。
[0009] (2)原先的100Hz保护电流整定值不变，时间整定值考虑到直流一极故障后，另一 极功率转代成功，可有效减少双极同时停运的几率，因此两极保护宜采用不同跳闸时间，即 一极先动作，另一极后动作。建议一极跳闸时间为3秒，另一极跳闸时间为6s。
[0010] (3)单独设置150Hz保护，谐波电流检测带宽调整为130Hz?170Hz，如图3所示。
[0011] (4)作为新设置的保护，如果检测到交流侧二次谐波为负序，则选择150Hz保护， 其整定值为：ID150Hz= 0. 85*ID，同时保护定值设定一个上限和一个下限，下限依据能够 检测到直流电流连续断续确定，上限依据设备耐受能力确定。
[0012] (5) 150Hz保护时间定值为0. 35秒切换系统，两极采用不同的跳闸时间，即一极为 3秒，另一极为6秒。
[0013] (6)优化原先50Hz保护，如果交流侧二次谐波为正序，通过检测交流系统2次谐波 电压正序分量确定是区内保护还是区外保护。确定采用3%作为区分区内故障还是区外故 障的边界条件。在交流系统2次谐波正序分量小于3%时，采用区内保护；大于等于3%时 采用区外保护。
[0014] (7)当二次谐波正序分量彡3%时，50Hz作为区外保护对待，定值为：ID5QHz = 0. 85*ID，同时保护定值设定一个上限和一个下限，下限依据能够检测到直流电流连续断续 确定，上限依据换流站电气设备的谐波耐受能力。
[0015] (8)同150Hz-样，两极米用不同跳闸时间定值，一极为3秒，另一极为6秒。
[0016] 按照上述步骤进行判断，无论是交流侧变压器空投合闸，还是换流阀脉冲丢失等 情况产生的二次谐波，都能精确的判断。保证保护不会盲目动作造成HVDC停运。
【专利附图】
【附图说明】
[0017] 图1为变压器空投产生二次谐波传递到直流侧产生的谐波幅值。图中，横轴分别 为频率和谐波次数；纵轴为谐波幅值。
[0018] 图2为调整后100Hz保护幅频特性曲线。
[0019]图3为新增150Hz保护幅频特性曲线。
【具体实施方式】
[0020] 以下对本发明作进一步说明：为了保证交流侧二次谐波对直流系统的所有影响都 有对应的保护，本发明需要对二次谐波的特性和直流侧保护作出特定的调整。
[0021] (1)在换流站交流侧对二次谐波进行特性检测，尤其是其正序、负序特征。
[0022] (2)原有的100Hz保护具体参数如表1，其动作电流为ID_Zamp > 0. 2*ID+0. 06*ID_式中ID1(l(IHzMP为直流谐波电流峰值；ID为实际运行电流；IDM为额定直 流电流
[0023]表1:
[0024]
【权利要求】
1. 一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，其特征在于：将原有的 100化保护分成两个保护，并同时优化原有的50化保护。
2. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法， 其特征是：改变原有100化保护的检测带宽，从80化?200化调整为80化?120Hz。原先 的100化保护电流定值不变，时间定值考虑到直流一极故障后，另一极功率转代成功，可有 效减少双极同时停运的几率，因此两极保护宜采用不同跳间时间，即一极先动作，另一极后 动作。建议一极跳间时间为3砂，另一极跳间时间为6s。
3. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，其 特征是：单独设置150化保护，谐波电流检测带宽调整为130化?170Hz。
4. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，其 特征是；150化保护的定值为；IDiwh, = 0. 85*10,同时保护定值设定一个上限和一个下限， 下限依据能够检测到直流电流连续断续确定，上限定值考虑换流站电气设备的谐波耐受能 力。
5. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法， 其特征是；150化保护时间定值为0. 35砂切换系统，两极采用不同的跳间时间，即一极为3 砂，另一极为6砂。
6. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，其 特征是：优化原先50化保护，通过检测交流系统2次谐波电压正序分量确定是区内保护还 是区外保护。确定采用3%作为区分区内故障还是区外故障的边界条件。在交流系统2次 谐波正序分量小于3%时，采用区内保护；大于等于3%时采用区外保护。
7. 根据权利要求1所述的基一种减少交流系统二次谐波导致HVDC停运的实现方法，其 特征是；当二次谐波正序分量> 3%时，50化作为区外保护对待，定值为；1〇5。8, = 0. 85*ID， 同时保护定值设定一个上限和一个下限，下限依据能够检测到直流电流连续断续确定，上 限考虑换流站电气设备的谐波耐受能力。
【文档编号】H02H7/26GK104348178SQ201310321210
【公开日】2015年2月11日 申请日期:2013年7月29日 优先权日:2013年7月29日
【发明者】马淑菁, 宋锐, 孔祥鹏, 孟可风, 董开岩, 丛贵斌, 梁英, 赵世昌, 王轩, 李春来, 杨立滨, 张 杰, 刘可, 杨军, 李正曦, 车克杉, 杨文丽, 高宇 申请人:国网青海省电力公司, 国网青海省电力公司电力科学研究院, 华北电力大学, 国网甘肃省电力公司电力科学研究院