徐瑞东,宋国兵,侯俊杰,张晨浩,张宇轩

(西安交通大学电气工程学院,710049,西安)

高压直流输电具有输送容量大、功率调节灵活等特点,在远距离大容量电能传输、电网异步互联等领域快速发展[1]。高压直流输电线路距离长,所处环境条件复杂,输电线路故障是直流系统中发生概率最大的故障类型,约占50%,而其中瞬时性故障占90%以上[1-2]。对于瞬时性故障,利用电网换相换流器的自动重启逻辑可使系统恢复正常运行,减少不必要的停运。因此,快速准确地识别并隔离故障、提高瞬时性故障的重启成功率,对于高压直流输电系统的安全稳定运行至关重要。

目前,常规直流工程中的直流线路保护配置方案一般采用行波保护和微分欠压保护作为主保护,采用电流差动保护作为后备保护。行波保护反映网架参数的分布特性和频变特性[3-4],但存在抗干扰能力弱等问题。微分欠压保护反映行波的传播与衰减特性[5],但存在耐受过渡电阻能力弱,仅能在故障暂态进行判别等问题。电流差动保护用于甄别直流线路上的高阻故障,但受故障暂态期间长距离线路分布电容电流影响,实际工程中设置了600 ms的闭锁延时和500 ms的检测判别时间,即最快需要1.1 s才能动作[6-7]。据报道,曾多次发生直流线路高阻接地故障时,电流差动保护动作速度慢导致换流器保护区的低电压保护或大触发角监视保护动作,导致换流器闭锁从而被迫停运的事故[2]。

针对此问题,国内外学者开展了相应的研究。……