PDF《并联型多端混合高压直流线路故障区域判别方法》

6 M a g n i t u d e - f r e q u e n c yc h a r a c t e r i s t i c s o f t r a n s f e r f u n c t i o no fTz o n e 由图6可见, G( s) 在直流和高频段基本没有衰 减, 即ΔI1( s) 和ΔI2( s) 近似相等;

而在中低频段则 迅速减少, 此时 Δ I 1( s) 和ΔI2( s) 将有很大差异, 即T区故障侧线路的暂态电流将远大于非故障侧线路 的暂态电流, 利用这一特性即可从单个 T 区的角度 判断故障方向, 进而利用多个 T 区的故障方向综合 判定故障区段.

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1 李海锋, 等 并联型多端混合高压直流线路故障区域判别方法 2.

4 换流器等值参数对传递函数幅频特性的影响 由式(

8 ) 可看出, T 区的传递函数受多个参数影 响, 包括换流器等值电阻Re q、 等值电感Le q、 等值电 容Ce q和平波电抗Ld.下面逐一对各影响因素进行 分析. 换流器等效电感Le q=2 L0 / 3, 其大小取决于换 流器桥臂电感 L0, 所以 T 区的等值电感由平波电 抗Ld 和桥臂电感 共同决定;

T 区等值电容Ce q =

6 C0 / N, 由子模块电容C0 和子模块数N共同决定;

T 区等值电阻 Re q =2 Ra r m / 3, 由桥臂等 效电阻Ra r m 决定.然而, 不同工程所对应的参数均有所不 同, 但其参数均在一定范围之内.为了定量分析其 特性, 不妨先假设 T 区等值阻抗两个量已知, 讨论 另一参数变化对传递函数特性的影响. 参考现有工程, 子模块电容值一般在2 0m F以内, 子模块个数在4

0 0以内, 所以等效电容变化范围 可以考 虑在0. 1~1 m F 之间变化;

平波电抗值在0. 1~0. 3H 之间, 桥臂电抗在5

0 mH 左右, 所以等 值电感考虑其在0.

1 5~0.

4 0H 之间变化;

桥臂电阻 通常在 0.

3 Ω 左右, 所以考虑等值电阻在0. 1~ 0. 5Ω 之间变化. 假设Le q+Ld=0. 2H, Re q=0. 2Ω, 得到传递函 数随等 值电容与频率变化的幅频特性如附录A图A1所示.可知, T 区的传递函数总体 对中低频 带呈现带阻特性, 且随着电容值的增加, 其对低频的 削减越严重, 同时阻带带宽增大, 中心频率减小. 同理, 假设Ce q=0. 3m F, Re q=0. 2Ω, 得到传递 函数随等值电感与频率变化的幅频特性如附录 A 图A2所示;

假设Le q+Ld=0. 2H, Ce q=0. 3m F, 得 到传递函数随等值电容与频率变化的幅频特性如附 录A图A3所示.可知, 随着电感与电阻的改变, 传 递函数的幅频特性对中低频带的带阻特 性依旧存 在;

随着电感的增大, 阻带带宽范围减小, 中心频率 减小;

随着电阻的变化, 其幅频特性无明显变化. 综上 所述, T 区域的传递函数在中低频4~

8 0H z的频带上呈现明显的带阻特性;

等值电容与 等值电感会对其带阻特性的中心频率和阻带带宽有 一定影响, 但不会影响其本质特征, 而等值电阻则无 明显影响.由此可见, 利用该特性对于不同的工程 具有较好的普适性.

3 故障区域识别原理 3.

1 启动判据 根据实际工程的需要, T 区两侧线路均安装了 电流互感器.当线路发生故障时, T 区两侧直流线 路电流都将发生突变. 为提高灵敏性可以取变化大的一侧作为启动判 据, 具体公式如下: m a x ( Δ I j) >

Δs e t

1 j=L, R (

9 ) 式中: Δ I j 为在 T 区左右两侧电流IL 和IR 线模突 变量的幅值;

Δs e t 1为启动定值, 与线路稳定运行电流 I r e f相关, 以适应不同的运行方式.为防止采样值抖 动而导致保护频繁误启动, 当ΔIj连续3个点大于 Δs e t 1时, 保护启动判据动作. 由于在扰动( 包括各种区内外故障) 发生后, 本 文所提出的故障区域识别方法是与线路保护相配 合, 只有在线路保护动作的前提下, 故障区域的判别 结果才有效, 因此误动不会对本文方法造成实质影 响, 其更关注的是拒动问题, 即启动的灵敏性.对于 电流变化量启动判据而言, 躲过正常运行时直流线 路电流的波动是其最灵敏的整定原则.由于平波电 抗器的存在以及 MMC 输电波形质量好........