set= 0. 25*Ue。
[0075] 步驟4)所述設(shè)定故障極判別門檻值小于輸電線路單極發(fā)生最輕微故障時(shí)由步驟 3)計(jì)算得故障極線路低頻電氣量，并大于輸電線路單極最嚴(yán)重故障時(shí)由步驟3)計(jì)算得健 全極線路低頻電氣量。
[0076] 圖4以利用電流量故障選極判據(jù)為例，給出了利用單極電氣量的故障極判別方案 的故障極判別流程。
[0077] 本實(shí)施例中對(duì)不同故障情況（線路首端金屬性故障、末端經(jīng)高阻故障）及系統(tǒng)單 極重啟分別進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，請(qǐng)參照?qǐng)D5至圖10。其中，圖5至圖7分別為正極線路首端金 屬性故障、末端高阻故障及系統(tǒng)正極重啟時(shí)，利用電流量的故障極選擇判據(jù)動(dòng)作結(jié)果仿真 圖；圖8至圖10分別為負(fù)極線路首端金屬性故障、末端高阻故障及系統(tǒng)負(fù)極重啟時(shí)，利用電 壓量的故障極選擇判據(jù)動(dòng)作結(jié)果仿真圖。圖11為利用高壓直流系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)驗(yàn)證結(jié)果。
[0078] 根據(jù)圖5、6、8及9所示驗(yàn)證結(jié)果可以看出，當(dāng)發(fā)生單極故障時(shí)，故障極突變電氣量 大于起動(dòng)門檻值，正確起動(dòng)故障極線路的故障選極元件；低頻電氣量大于故障選極門檻值， 故障極線路的故障選極元件正確動(dòng)作。同時(shí)，由于輸電線路極間電磁耦合作用，使得健全極 突變電氣量大于起動(dòng)門濫值，健全極線路的故障極選擇元件起動(dòng)，但健全極線路低頻電氣 量小于故障選極元件門檻值，健全極線路故障選極元件可靠不動(dòng)作。
[0079] 從圖7、10可以看出，在系統(tǒng)單極重啟時(shí)，健全極線路的故障極選擇元件可靠不動(dòng) 作，保證了健全極的正常運(yùn)行。
[0080] 從圖11所示直流系統(tǒng)錄波數(shù)據(jù)驗(yàn)證結(jié)果可以看出，故障極線路的故障選極元件 能夠在5ms之內(nèi)快速正確動(dòng)作；同時(shí)健全極線路的故障選極元件保證可靠不誤動(dòng)，保證了 健全極的正常運(yùn)行，從而提高了電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。
[0081] 本發(fā)明僅利用高壓直流輸電線路本極電氣量實(shí)現(xiàn)故障極的判別。本發(fā)明主要用于 高壓直流輸電線路中故障極的判別，該判別方案僅需要采用單極低頻電氣量，對(duì)采樣頻率 要求不高，算法簡(jiǎn)單，靈敏度高，在工程上易于實(shí)現(xiàn)；不僅具有動(dòng)作速度快，選擇性好，可靠 性高的優(yōu)點(diǎn)，而且理論完備易于整定。本發(fā)明所述的故障極判別方案不受正、負(fù)極輸電線路 極間耦合的影響，尤其適合于僅利用本極電氣量實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電線路快速故障極判別。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法，其特征在于，高壓直流 輸電系統(tǒng)包括直流輸電線路及其兩端的換流站，直流輸電線路包括正極、負(fù)極輸電線路；所 述利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法具體包括： 步驟一，從整流側(cè)本極直流輸電線路電氣量測(cè)量裝置中獲得電氣量信號(hào)； 步驟二，根據(jù)步驟一獲得的電氣量信號(hào)計(jì)算本極線路突變電氣量，本極線路突變電氣 量大于故障選極起動(dòng)門檻值時(shí)，執(zhí)行步驟三； 步驟三，利用步驟一中獲得的電氣量信號(hào)，通過(guò)低通數(shù)字濾波器，獲得本極直流輸電線 路低頻電氣量； 步驟四，比較本極低頻電氣量與設(shè)定的故障選極門檻值的大小，當(dāng)本極低頻電氣量大 于設(shè)定的故障選極門檻值時(shí)，判定本極為輸電線路故障極。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，正、負(fù)極直流輸電線路均裝設(shè)有電氣量測(cè)量裝置；所述電氣量測(cè)量裝置為分流 器及分壓器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，步驟二中的故障選極起動(dòng)門檻值由輸電線路參數(shù)及正常運(yùn)行時(shí)額定電氣量決 定；步驟四中的故障選極門檻值由輸電線路參數(shù)及正常運(yùn)行時(shí)額定電氣量決定。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，步驟二中的故障選極起動(dòng)門檻值為I set s= 0. 10*1 eSUset_s= 0. 10*Ue;其中， ^為直流輸電系統(tǒng)額定電流、電壓。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，步驟四中的故障選極門檻值為Iset= 0. 15*16或Uset= 0. 25*Ue;其中，I 6、比為 直流輸電系統(tǒng)額定電流、電壓。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，所設(shè)定的故障極選擇門檻值小于發(fā)生輸電線路單極最輕微故障時(shí)，由步驟三 計(jì)算的故障極線路低頻電氣量，并且大于輸電線路單極最嚴(yán)重故障時(shí)，由步驟三計(jì)算的健 全極線路低頻電氣量。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，步驟二、三、四中的電氣量信號(hào)為電流信號(hào)或電壓信號(hào)；步驟二中的突變電氣 量利用故障電氣量減去故障前電氣量得到；步驟三中的低頻電氣量利用采樣得電氣量通過(guò) 低通數(shù)字濾波器濾波得到。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，其中步驟二按照以下方法進(jìn)行：根據(jù)公式（4)或公式（5)計(jì)算突變電氣量，當(dāng) 突變電氣量大于故障極判別起動(dòng)門濫值時(shí)判定起動(dòng)故障極判別元件； 公式（4)、（5)左邊分別為直流輸電線路突變量電壓、電流，公式（4)、（5)右邊分別為故 障選極起動(dòng)元件電壓、電流門濫值； AiJkmsets (4) AU(t)(k)>Uset-s (5) 其中：(J) =P，n，分別表示正極電流、負(fù)極電流；k = 1，2，…，N為采樣點(diǎn)，突變量電流 AiJk) = I41 GO-I41，i Jk)為直流輸電線路電流采樣值，I41為直流輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 電流量；突變量電壓Au4l (k) =U41GO-U41，U41(k)為直流輸電線路電壓采樣值，U41為直流 輸電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電壓量；起動(dòng)門檻值Iset_s= 〇. 10*1 e，Uset s= 0. 10*Ue，其中，Ie、Ue 為直流輸電系統(tǒng)額定電流、電壓。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法， 其特征在于，其中步驟三、四按照以下方法進(jìn)行：根據(jù)公式（6)或公式（7)計(jì)算低頻電氣量， 當(dāng)?shù)皖l電氣量大于故障選極門檻值時(shí)判定為故障極，公式（6)、（7)左邊分別為直流輸電線 路低頻電壓、電流，公式（6)、（7)右邊分別為故障選極元件電壓、電流門檻值； lL_4.(k)>Iset (6) UkDUset (7) 其中：巾=p, n，分別表示正極電流、負(fù)極電流；k = 1，2，…，N為采樣點(diǎn)，Iu (k)、Ut_ ,(k)為直流線路采樣電壓、電流信號(hào)通過(guò)低通數(shù)字濾波器濾波得到的低頻電壓、電流，其中 低通數(shù)字濾波器截止頻率為300Hz ;故障選極門檻值Iset= 0. 15*1 e，Uset= 0. 25*Ue。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種利用單極電氣量的高壓直流輸電線路故障極判別方法，包括：步驟一，從整流側(cè)本極直流輸電線路電氣量測(cè)量裝置中獲得電氣量信號(hào)；步驟二，根據(jù)步驟一獲得的電氣量信號(hào)計(jì)算本極線路突變電氣量，本極線路突變電氣量大于故障選極起動(dòng)門檻值時(shí)，執(zhí)行步驟三；步驟三，利用步驟一中獲得的電氣量信號(hào)，通過(guò)低通數(shù)字濾波器，獲得本極直流輸電線路低頻電氣量；步驟四，比較本極低頻電氣量與設(shè)定的故障選極門檻值的大小，當(dāng)本極低頻電氣量大于設(shè)定的故障選極門檻值時(shí)，判定本極為輸電線路故障極。本發(fā)明僅利用高壓直流輸電線路本極電氣量實(shí)現(xiàn)故障極的判別，對(duì)采樣頻率要求不高，算法簡(jiǎn)單，靈敏度高，在工程上易于實(shí)現(xiàn)。
【IPC分類】G01R31/08
【公開(kāi)號(hào)】CN105044555
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510391541
【發(fā)明人】褚旭, 宋國(guó)兵
【申請(qǐng)人】西安交通大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年11月11日
【申請(qǐng)日】2015年7月6日