专利名称：中性母线开关保护健全极动作策略及其计数停运方法
技术领域：
本发明涉及一种高压直流输电保护系统故障极的中性母线开关动作策略及计数 使系统停运的方法，和使用该方法的继电保护装置。
背景技术：
高压直流输电系统分断故障极的中性母线开关具有隔离故障点，保证系统健全极 安全运行的作用。描述时所采用的符号的含义见图1。图1中，IDNE1、IDNE2分别指极1、极2中性 线接地极引线侧电流；NBSU NBS2分别指极1、极2中性母线开关；SI、S2分别指极1、极2 中性母线开关旁的刀闸；NBGS指站地开关。双极运行方式，正常运行时，NBS1、NBS2, Sl，S2均闭合，NBGS断开。当单极故障 后，例如图1极2发生F点接地故障，极2保护动作发出极闭锁和极隔离命令。极2的极闭 锁和极隔离是两个先后发生的过程极闭锁后，极2阀体没有电流流过；此时极隔离(分断 NBS2)还没有完成，极1正常运行(电流通过两条路经流经大地F接地故障点和接地极引 线接地点)；随后，进行极隔离(分断NBS2)操作。如果流经NBS2的电流过大，分断NBS2不 成功，则极2的中性母线开关保护动作。现有的中性母线开关保护动作处理策略有两种一种是重合中性母线开关；另一 种是合站地开关。现有的中性母线开关保护动作后的处理策略可描述如下重合中性母线开关这是开关保护动作后最常见的处理策略。合站地开关NBGS 合站地开关NBGS ；然后重合故障极的中性母线开关；然后分故 障极的中性母线开关旁的刀闸；待确认故障极的中性母线开关旁的刀闸分开后，再分站地 开关。现有的中性母线开关保护动作后的处理策略的不足之处第一种策略，重合中性 母线开关只保护了开关不受损坏，但是系统因为故障点没有被隔离而最终将导致双极停 运。第二种策略，合站地开关会造成约10余秒的站地回路过流，对站地过流能力弱或者无 法确定站地过流能力的工程不适用。专利200610085618. 8超高压直流系统完成极隔离的方法，描述了一种利用移相 确保双极运行情况下，单极故障时超高压直流系统完成极隔离的方法。提出了健全极移相 的概念，但是并没有将健全极移相作为中性母线开关保护动作后的处理策略。所谓移相，是指快速增大触发角至164度，将直流电流降为零。一般，移相维持一 段时间(典型值200毫秒)。移相结束后，触发角恢复正常，继续输送功率。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压直流输电保护系统故障极的中性母线开关保护动 作处理策略及其计数停运方法，能尽可能最大限度保证电力功率的输送，避免双极停运，同时也能适用于对站地过流能力弱或者无法确定站地过流能力的工程。从背景技术图1分析可见，导致极2中性母线开关保护动作的原因是流经NBS2 的电流过大；而流经NBS2的电流是健全极——极1提供的。所以，减小极1电流，有利于成 功分断NBS2。极1移相可以减小极1电流。移相后电流会快速降至0。同样，对于极1类似极2的F点接地故障，极1中性母线开关保护动作后，进行极 2移相，有利于成功分断NBS1。综上所述，中性母线开关保护动作策略采用请求健全极移相，是消除中性母线开 关分断故障的一个有效方法。本发明采用的技术方案是中性母线开关保护健全极移相动作策略及其计数停运 的方法，当直流输电系统中一输电极产生故障，故障极的中性母线开关动作，请求健全极移 相，然后进行分断中性母线开关；如果分断中性母线开关失败则健全极恢复输送功率，电流 再次流经故障极的中性母线开关，又会造成故障极的中性母线开关保护第二次动作；当故 障极的中性母线开关保护动作次数达到预定的定值时，则请求健全极闭锁；健全极移相，即 快速增大健全极阀组触发角，将直流电流降为零；维持一段时间后，触发角恢复正常，继续 输送功率。上述故障极的中性母线开关保护动作请求健全极移相，然后进行分断中性母线开 关；当移相结束后仍然不能成功分断中性母线开关NBS。这时，健全极恢复输送功率，电流 流经故障极的中性母线开关，又会造成故障极的中性母线开关保护第二次动作，再次请求 健全极移相。健全极再次移相结束后仍然不能成功分断故障极的中性母线开关，造成故障 极的中性母线开关保护第三次动作。如此往复，将对电力系统造成持续冲击，不利于电力系 统稳定运行。因此中性母线开关保护动作次数达到预定的定值时，请求健全极闭锁。即设 立一个计数器，记录故障极的中性母线开关保护动作次数，当故障极的中性母线开关保护 动作次数达到预定次数定值N时，发出请求闭锁健全极命令，从而双极停运，同时计数器清 零；当在一段时间t内，故障极没有新的中性母线开关保护动作发生，计数器清零。其中，次数定值N的整定范围是1 5 ；—段时间t的整定范围为1秒 5秒。本发明的有益效果本发明特别适合站地过流能力弱或者无法确定站地过流能力 的工程；避免双极停运，减少双极停运次数。提出中性母线开关保护动作次数达到预定次数 定值后请求健全极闭锁，与请求健全极移相的策略配套使用，减小对电网的冲击，达到确保 电力系统安全运行的目的。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明专利进一步详细说明。图1为一次接线简图；图中，IDNE1、IDNE2分别指极1、极2中性线接地极引线侧电流；NBS1、NBS2分别 指极1、极2中性母线开关；S1、S2分别指极1、极2中性母线开关旁的刀闸；NBGS指站地开关。图2为请求健全极移相和请求健全极闭锁的实现框图。图中，“延时”指在该段时间内中性母线开关保护没有再次动作；“次数值”指中性 母线开关保护动作次数。
具体实施例方式如图2所示，故障极的中性母线开关保护动作后，触发该保护的动作策略——请求 健全极移相。所谓移相，仍是指快速增大触发角至164度，将直流电流降为零。移相维持一 段时间(典型值200毫秒左右)。移相结束后，触发角恢复正常，继续输送功率。同时，计数器记录故障极的中性母线开关保护动作次数，与设置的“次数值”比较； 当累计次数大于设置值〔一般取数值1至5，典型值是2〕，则发出请求健全极闭锁命令，并且 将计数器清零。另外，当在设置的“延时”(一般数值1秒至5秒，典型值2秒)内，故障极 的中性母线开关保护不再动作，也将计数器清零。
权利要求
中性母线开关保护健全极动作策略及其计数停运方法，其特征是当直流输电系统中一输电极产生故障，故障极的中性母线开关动作，请求健全极移相，然后进行分断中性母线开关；如果分断中性母线开关失败则健全极恢复输送功率，电流再次流经故障极的中性母线开关，又会造成故障极的中性母线开关保护第二次动作；当故障极的中性母线开关保护动作次数达到预定的定值时，请求健全极闭锁；所述健全极移相即快速增大健全极阀组触发角，将直流电流降为零；维持一段时间后，触发角恢复正常，继续输送功率；设立一个计数器，记录故障极的中性母线开关保护动作次数，当故障极的中性母线开关保护动作次数达到预定次数定值N时，发出请求闭锁健全极命令，同时计数器清零。
2.如权利要求1所述的中性母线开关保护健全极动作策略及其计数停运方法，其特征 是次数定值N的整定范围是1 5 ；—段时间t的整定范围为1秒 5秒。
全文摘要
中性母线开关保护健全极动作策略及其计数停运方法，当直流输电系统中一输电极产生故障，故障极的中性母线开关动作，请求健全极移相，然后进行分断中性母线开关；当故障极的中性母线开关保护动作次数达到预定的定值时，请求健全极闭锁；所述健全极移相即快速增大健全极阀组触发角，将直流电流降为零；维持一段时间后，触发角恢复正常，继续输送功率；设立一个计数器，记录故障极的中性母线开关保护动作次数，当故障极的中性母线开关保护动作次数达到预定次数定值N时，发出请求闭锁健全极命令，同时计数器清零。本发明最大限度保证电力功率的输送，避免双极停运；同时减小对电网的冲击，达到确保电力系统安全运行的目的。
文档编号H02H7/26GK101854056SQ20091023218
公开日2010年10月6日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者刘莉, 张建锋, 张楠, 曹冬明, 王俊生, 蔡永梁, 陈潜 申请人:南京南瑞继保电气有限公司;中国南方电网有限责任公司超高压输电公司