專利名稱：中性母線開關(guān)保護健全極動作策略及其計數(shù)停運方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高壓直流輸電保護系統(tǒng)故障極的中性母線開關(guān)動作策略及計數(shù) 使系統(tǒng)停運的方法，和使用該方法的繼電保護裝置。
背景技術(shù)：
高壓直流輸電系統(tǒng)分斷故障極的中性母線開關(guān)具有隔離故障點，保證系統(tǒng)健全極 安全運行的作用。描述時所采用的符號的含義見圖1。圖1中，IDNE1、IDNE2分別指極1、極2中性 線接地極引線側(cè)電流；NBSU NBS2分別指極1、極2中性母線開關(guān)；SI、S2分別指極1、極2 中性母線開關(guān)旁的刀閘；NBGS指站地開關(guān)。雙極運行方式，正常運行時，NBS1、NBS2, Sl，S2均閉合，NBGS斷開。當單極故障 后，例如圖1極2發(fā)生F點接地故障，極2保護動作發(fā)出極閉鎖和極隔離命令。極2的極閉 鎖和極隔離是兩個先后發(fā)生的過程極閉鎖后，極2閥體沒有電流流過；此時極隔離(分斷 NBS2)還沒有完成，極1正常運行(電流通過兩條路經(jīng)流經(jīng)大地F接地故障點和接地極引 線接地點)；隨后，進行極隔離(分斷NBS2)操作。如果流經(jīng)NBS2的電流過大，分斷NBS2不 成功，則極2的中性母線開關(guān)保護動作。現(xiàn)有的中性母線開關(guān)保護動作處理策略有兩種一種是重合中性母線開關(guān)；另一 種是合站地開關(guān)?，F(xiàn)有的中性母線開關(guān)保護動作后的處理策略可描述如下重合中性母線開關(guān)這是開關(guān)保護動作后最常見的處理策略。合站地開關(guān)NBGS 合站地開關(guān)NBGS ；然后重合故障極的中性母線開關(guān)；然后分故 障極的中性母線開關(guān)旁的刀閘；待確認故障極的中性母線開關(guān)旁的刀閘分開后，再分站地 開關(guān)?，F(xiàn)有的中性母線開關(guān)保護動作后的處理策略的不足之處第一種策略，重合中性 母線開關(guān)只保護了開關(guān)不受損壞，但是系統(tǒng)因為故障點沒有被隔離而最終將導致雙極停 運。第二種策略，合站地開關(guān)會造成約10余秒的站地回路過流，對站地過流能力弱或者無 法確定站地過流能力的工程不適用。專利200610085618. 8超高壓直流系統(tǒng)完成極隔離的方法，描述了一種利用移相 確保雙極運行情況下，單極故障時超高壓直流系統(tǒng)完成極隔離的方法。提出了健全極移相 的概念，但是并沒有將健全極移相作為中性母線開關(guān)保護動作后的處理策略。所謂移相，是指快速增大觸發(fā)角至164度，將直流電流降為零。一般，移相維持一 段時間(典型值200毫秒)。移相結(jié)束后，觸發(fā)角恢復正常，繼續(xù)輸送功率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種高壓直流輸電保護系統(tǒng)故障極的中性母線開關(guān)保護動 作處理策略及其計數(shù)停運方法，能盡可能最大限度保證電力功率的輸送，避免雙極停運，同時也能適用于對站地過流能力弱或者無法確定站地過流能力的工程。從背景技術(shù)圖1分析可見，導致極2中性母線開關(guān)保護動作的原因是流經(jīng)NBS2 的電流過大；而流經(jīng)NBS2的電流是健全極——極1提供的。所以，減小極1電流，有利于成 功分斷NBS2。極1移相可以減小極1電流。移相后電流會快速降至0。同樣，對于極1類似極2的F點接地故障，極1中性母線開關(guān)保護動作后，進行極 2移相，有利于成功分斷NBS1。綜上所述，中性母線開關(guān)保護動作策略采用請求健全極移相，是消除中性母線開 關(guān)分斷故障的一個有效方法。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是中性母線開關(guān)保護健全極移相動作策略及其計數(shù)停運 的方法，當直流輸電系統(tǒng)中一輸電極產(chǎn)生故障，故障極的中性母線開關(guān)動作，請求健全極移 相，然后進行分斷中性母線開關(guān)；如果分斷中性母線開關(guān)失敗則健全極恢復輸送功率，電流 再次流經(jīng)故障極的中性母線開關(guān)，又會造成故障極的中性母線開關(guān)保護第二次動作；當故 障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定的定值時，則請求健全極閉鎖；健全極移相，即 快速增大健全極閥組觸發(fā)角，將直流電流降為零；維持一段時間后，觸發(fā)角恢復正常，繼續(xù) 輸送功率。上述故障極的中性母線開關(guān)保護動作請求健全極移相，然后進行分斷中性母線開 關(guān)；當移相結(jié)束后仍然不能成功分斷中性母線開關(guān)NBS。這時，健全極恢復輸送功率，電流 流經(jīng)故障極的中性母線開關(guān)，又會造成故障極的中性母線開關(guān)保護第二次動作，再次請求 健全極移相。健全極再次移相結(jié)束后仍然不能成功分斷故障極的中性母線開關(guān)，造成故障 極的中性母線開關(guān)保護第三次動作。如此往復，將對電力系統(tǒng)造成持續(xù)沖擊，不利于電力系 統(tǒng)穩(wěn)定運行。因此中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定的定值時，請求健全極閉鎖。即設(shè) 立一個計數(shù)器，記錄故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)，當故障極的中性母線開關(guān)保護 動作次數(shù)達到預(yù)定次數(shù)定值N時，發(fā)出請求閉鎖健全極命令，從而雙極停運，同時計數(shù)器清 零；當在一段時間t內(nèi)，故障極沒有新的中性母線開關(guān)保護動作發(fā)生，計數(shù)器清零。其中，次數(shù)定值N的整定范圍是1 5 ；—段時間t的整定范圍為1秒 5秒。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明特別適合站地過流能力弱或者無法確定站地過流能力 的工程；避免雙極停運，減少雙極停運次數(shù)。提出中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定次數(shù) 定值后請求健全極閉鎖，與請求健全極移相的策略配套使用，減小對電網(wǎng)的沖擊，達到確保 電力系統(tǒng)安全運行的目的。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明專利進一步詳細說明。圖1為一次接線簡圖；圖中，IDNE1、IDNE2分別指極1、極2中性線接地極引線側(cè)電流；NBS1、NBS2分別 指極1、極2中性母線開關(guān)；S1、S2分別指極1、極2中性母線開關(guān)旁的刀閘；NBGS指站地開關(guān)。圖2為請求健全極移相和請求健全極閉鎖的實現(xiàn)框圖。圖中，“延時”指在該段時間內(nèi)中性母線開關(guān)保護沒有再次動作；“次數(shù)值”指中性 母線開關(guān)保護動作次數(shù)。
具體實施例方式如圖2所示，故障極的中性母線開關(guān)保護動作后，觸發(fā)該保護的動作策略——請求 健全極移相。所謂移相，仍是指快速增大觸發(fā)角至164度，將直流電流降為零。移相維持一 段時間(典型值200毫秒左右)。移相結(jié)束后，觸發(fā)角恢復正常，繼續(xù)輸送功率。同時，計數(shù)器記錄故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)，與設(shè)置的“次數(shù)值”比較； 當累計次數(shù)大于設(shè)置值〔一般取數(shù)值1至5，典型值是2〕，則發(fā)出請求健全極閉鎖命令，并且 將計數(shù)器清零。另外，當在設(shè)置的“延時”(一般數(shù)值1秒至5秒，典型值2秒)內(nèi)，故障極 的中性母線開關(guān)保護不再動作，也將計數(shù)器清零。
權(quán)利要求
中性母線開關(guān)保護健全極動作策略及其計數(shù)停運方法，其特征是當直流輸電系統(tǒng)中一輸電極產(chǎn)生故障，故障極的中性母線開關(guān)動作，請求健全極移相，然后進行分斷中性母線開關(guān)；如果分斷中性母線開關(guān)失敗則健全極恢復輸送功率，電流再次流經(jīng)故障極的中性母線開關(guān)，又會造成故障極的中性母線開關(guān)保護第二次動作；當故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定的定值時，請求健全極閉鎖；所述健全極移相即快速增大健全極閥組觸發(fā)角，將直流電流降為零；維持一段時間后，觸發(fā)角恢復正常，繼續(xù)輸送功率；設(shè)立一個計數(shù)器，記錄故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)，當故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定次數(shù)定值N時，發(fā)出請求閉鎖健全極命令，同時計數(shù)器清零。
2.如權(quán)利要求1所述的中性母線開關(guān)保護健全極動作策略及其計數(shù)停運方法，其特征 是次數(shù)定值N的整定范圍是1 5 ；—段時間t的整定范圍為1秒 5秒。
全文摘要
中性母線開關(guān)保護健全極動作策略及其計數(shù)停運方法，當直流輸電系統(tǒng)中一輸電極產(chǎn)生故障，故障極的中性母線開關(guān)動作，請求健全極移相，然后進行分斷中性母線開關(guān)；當故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定的定值時，請求健全極閉鎖；所述健全極移相即快速增大健全極閥組觸發(fā)角，將直流電流降為零；維持一段時間后，觸發(fā)角恢復正常，繼續(xù)輸送功率；設(shè)立一個計數(shù)器，記錄故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)，當故障極的中性母線開關(guān)保護動作次數(shù)達到預(yù)定次數(shù)定值N時，發(fā)出請求閉鎖健全極命令，同時計數(shù)器清零。本發(fā)明最大限度保證電力功率的輸送，避免雙極停運；同時減小對電網(wǎng)的沖擊，達到確保電力系統(tǒng)安全運行的目的。
文檔編號H02H7/26GK101854056SQ20091023218
公開日2010年10月6日 申請日期2009年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月2日
發(fā)明者劉莉, 張建鋒, 張楠, 曹冬明, 王俊生, 蔡永梁, 陳潛 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司;中國南方電網(wǎng)有限責任公司超高壓輸電公司