计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法

彭贺翔; 廖凯; 李波; 李小鹏; 何正友

doi:10.7500/AEPS20210608004

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法

工程应用 | 更新时间：2025-06-16

- 计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法
- Setting Method of Traveling Wave Protection Considering Transfer Characteristics of DC Voltage Divider
- 电力系统自动化 2022年46卷第5期页码：179-187
- 作者机构：
  
  1.西南交通大学电气工程学院，四川省成都市 611756
  2.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川省成都市 610072
- 作者简介：
  
  彭贺翔(1997—)，男，硕士研究生，主要研究方向：特高压直流线路保护与控制。E-mail：penghexiang1@163.com
  廖凯(1989—)，男，通信作者，副教授，硕士生导师,主要研究方向：城市电网保护与控制。E-mail：liaokai@swjtu.edu.cn
  李波(1996—)，男，博士研究生，主要研究方向：城市电网保护与控制。E-mail：libo186@foxmail.com
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目(5200-201926078A)
- DOI：10.7500/AEPS20210608004
  中图分类号：
- 收稿：2021-06-08，
  
  修回：2021-10-15，
  
  网络出版：2021-12-30，
  
  纸质出版：2022-03-10
- 稿件说明：
移动端阅览
彭贺翔,廖凯,李波等.计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法[J].电力系统自动化,2022,46(5):179-187.

PENG Hexiang,LIAO Kai,LI Bo,et al.Setting Method of Traveling Wave Protection Considering Transfer Characteristics of DC Voltage Divider[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):179-187.
彭贺翔,廖凯,李波等.计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法[J].电力系统自动化,2022,46(5):179-187. DOI： 10.7500/AEPS20210608004.

PENG Hexiang,LIAO Kai,LI Bo,et al.Setting Method of Traveling Wave Protection Considering Transfer Characteristics of DC Voltage Divider[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(5):179-187. DOI： 10.7500/AEPS20210608004.

摘要

行波保护作为特高压直流输电系统线路的主保护，其动作的准确性直接关系到直流输电系统的安全稳定运行。行波保护各判据中故障特征量的生成均基于直流分压器的测量值。然而，直流分压器难以准确地传递各频段下的信号，这将导致行波保护的可靠性下降。首先，基于直流分压器等效电路模型推导直流分压器传递函数，分析直流分压器对时域信号及频域信号的传变特性。其次，结合行波保护的判据和逻辑，研究直流分压器传变特性对行波保护性能的影响。然后，将直流分压器传变特性作为影响行波保护定值整定的因素纳入整定流程，提出一种计及直流分压器传变特性的行波保护定值整定方法。最后，参照实际工程参数搭建仿真模型，对所提方法的有效性及可靠性进行验证。结果表明，所提方法能有效提高行波保护整定的可靠性。

Abstract

Travelling wave protection is the main protection for the transmission line of the ultra high voltage direct current (UHVDC) transmission system

and its operation accuracy is directly related to the safe and stable operation of the DC transmission system. The generation of the fault characteristic quantity in each criterion of the travelling wave protection is based on the measured value of the DC voltage divider. However

the DC voltage divider is difficult to accurately transfer the signal at every frequency band

which leads to the decrease of the reliability of traveling wave protection. Firstly

the transfer function of the DC voltage divider is derived based on the equivalent circuit model of the DC voltage divider

and the transfer characteristics of the DC voltage divider to signals in the time domain and frequency domain are analyzed. Secondly

combining the criterion and logic of traveling wave protection

the influence of the transfer characteristics of the DC voltage divider on the performance of the traveling wave protection is studied. Then

the transfer characteristics of the DC voltage divider are incorporated into the setting process as a factor which affects the setting of the traveling wave protection

and a setting method of traveling wave protection considering the transfer characteristics of the DC voltage divider is proposed. Finally

a simulation model concerning actual engineering parameters is built to verify the effectiveness and reliability of the proposed method. The results show that the proposed method can effectively improve the reliability of the traveling wave protection setting.

关键词

Keywords

references

陈国平，李明节，许涛 . 特高压交直流电网系统保护及其关键技术［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 22 ）： 2 - 10 .

CHEN Guoping ， LI Mingjie ， XU Tao . System protection and its key technologies of UHV AC and DC power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 22 ）： 2 - 10 .

蔡静，董新洲 . 高压直流输电线路故障清除及恢复策略研究综述［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 11 ）： 181 - 190 .

CAI Jing ， DONG Xinzhou . Overview on research of clearing and recovery strategy for HVDC transmission lines ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 11 ）： 181 - 190 .

杨林，王宾，董新洲 . 高压直流输电线路故障测距研究综述［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 8 ）： 185 - 191 .

YANG Lin ， WANG Bin ， DONG Xinzhou . Overview of fault location methods in high voltage direct current transmission lines ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 8 ）： 185 - 191 .

张晨浩，宋国兵，董新洲 . 一种应对高阻故障的单端自适应行波保护方法［J］. 中国电机工程学报， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3548 - 3556 .

ZHANG Chenhao ， SONG Guobing ， DONG Xinzhou . A non-unit adaptive traveling wave protection method for high impedance faults ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2020 ， 40 （ 11 ）： 3548 - 3556 .

戴志辉，张程，刘宁宁，等 . 特高压直流线路保护原理及动作策略分析［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 21 ）： 1 - 11 .

DAI Zhihui ， ZHANG Cheng ， LIU Ningning ， et al . Analysis of UHVDC line protection principle and operation strategy ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 21 ）： 1 - 11 .

杨明杰，童晓阳，张广骁 . 基于极波模量时差的高压直流输电线路自适应单端保护［J］. 电力系统自动化， 2020 ， 44 （ 23 ）： 117 - 124 .

YANG Mingjie ， TONG Xiaoyang ， ZHANG Guangxiao . Adaptive single-end protection for HVDC transmission line based on time difference of pole wave mode components ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2020 ， 44 （ 23 ）： 117 - 124 .

刘立斌，刘春玉，胡继华，等 . 特高压直流电压测量装置二次分压及数字采集技术研究与应用［J］. 电网与清洁能源， 2019 ， 35 （ 8 ）： 34 - 41 .

LIU Libin ， LIU Chunyu ， HU Jihua ， et al . Research and application of secondary voltage division and digital acquisition technology of UHVDC voltage measuring equipment ［J］. Power System and Clean Energy ， 2019 ， 35 （ 8 ）： 34 - 41 .

张平，杨朋威，汤汉松，等 . 直流电压测量装置暂态阶跃响应性能现场测试技术［J］. 电力系统保护与控制， 2021 ， 49 （ 9 ）： 143 - 149 .

ZHANG Ping ， YANG Pengwei ， TANG Hansong ， et al . Field test technology of the transient step response features of a DC voltage measuring device ［J］. Power System Protection and Control ， 2021 ， 49 （ 9 ）： 143 - 149 .

任师铎，肖浩，李银红 . 高压直流输电线路行波保护实用整定原则［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 9 ）： 54 - 60 .

REN Shiduo ， XIAO Hao ， LI Yinhong . Practical setting principle of traveling wave protection for HVDC power transmission line ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 9 ）： 54 - 60 .

贾科，赵其娟，王聪博，等 . 柔性直流配电系统线路保护与定值整定［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 19 ）： 171 - 178 .

JIA Ke ， ZHAO Qijuan ， WANG Congbo ， et al . Line protection and setting of flexible DC distribution system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 19 ）： 171 - 178 .

田庆 . 天广工程直流线路突变量保护误动作分析［J］. 高压电器， 2012 ， 48 （ 4 ）： 33 - 38 .

TIAN Qing . Analysis on the fault trip of bipole DC line protection in Tianguang HVDC ［J］. High Voltage Apparatus ， 2012 ， 48 （ 4 ）： 33 - 38 .

任达勇 . 天广直流工程历年双极闭锁事故分析［J］. 高电压技术， 2006 ， 32 （ 9 ）： 173 - 175 .

REN Dayong . Analysis of bipole block events over the years of Tianguang HVDC project ［J］. High Voltage Engineering ， 2006 ， 32 （ 9 ）： 173 - 175 .

刘登峰，李银红，石东源，等 . 高压直流输电系统直流保护整定预备量分析［J］. 电力系统自动化， 2011 ， 35 （ 5 ）： 47 - 51 .

LIU Dengfeng ， LI Yinhong ， SHI Dongyuan ， et al . Study on setting preparative parameter of HVDC system protection ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2011 ， 35 （ 5 ）： 47 - 51 .

高本锋，张学伟，刘辛晔，等 . 高压直流输电保护定值整定流程的研究［J］. 电工技术学报， 2015 ， 30 （ 12 ）： 400 - 407 .

GAO Benfeng ， ZHANG Xuewei ， LIU Xinye ， et al . Research of HVDC protection value setting process ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2015 ， 30 （ 12 ）： 400 - 407 .

高本锋，董沛毅，刘辛晔，等 . 高压直流输电线路微分欠压保护特性与定值整定［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 8 ）： 2303 - 2311 .

GAO Benfeng ， DONG Peiyi ， LIU Xinye ， et al . Research of HVDC transmission line differential under-voltage protection characteristics and value setting ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 8 ）： 2303 - 2311 .

高本锋，刘辛晔，张云晓，等 . 高压直流输电线路行波特性与保护定值整定［J］. 电力系统自动化， 2015 ， 39 （ 16 ）： 120 - 125 .

GAO Benfeng ， LIU Xinye ， ZHANG Yunxiao ， et al . Characteristics and protection value setting of traveling wave on HVDC transmission line ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2015 ， 39 （ 16 ）： 120 - 125 .

NGUYEN P H ，韩民晓 . 直流阻容式电压互感器用于直流输电谐波电压测量的研究［J］. 电工电能新技术， 2015 ， 34 （ 3 ）： 54 - 60 .

NGUYEN P H ， HAN Minxiao . Study on application of DC resistive-capacitive voltage transformer in harmonic voltage measurement for HVDC ［J］. Advanced Technology of Electrical Engineering and Energy ， 2015 ， 34 （ 3 ）： 54 - 60 .

滕予非，汤涌，汪晓华，等 . 特高压直流输电工程直流分压器动态特性及其引起的误闭锁机理研究［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2646 - 2653 .

TENG Yufei ， TANG Yong ， WANG Xiaohua ， et al . Mechanism analysis of error block caused by dynamic characteristics of DC voltage divider in UHVDC ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 9 ）： 2646 - 2653 .

孙哲，李彦斌，张兆华，等 . 特高压换流站直流分压器二次侧过电压保护［J］. 电网技术， 2019 ， 43 （ 7 ）： 2601 - 2609 .

SUN Zhe ， LI Yanbin ， ZHANG Zhaohua ， et al . Study on surge protection of DC divider secondary side in UHV converter station ［J］. Power System Technology ， 2019 ， 43 （ 7 ）： 2601 - 2609 .

黄深喜 . 高速奈奎斯特模数转换器频域特性测试方法研究［D］. 长沙：中南大学， 2010 .

HUANG Shenxi . Research on testing techniques of high-speed Nyquist analog-to-digital converter’s frequency-domain characteristics ［D］. Changsha ： Central South University ， 2010 .

吴兴斌 . 高速A/D转换器的研究进展及发展趋势［J］. 微电子学， 2009 ， 39 （ 3 ）： 420 - 423 .

WU Xingbin . Progress of research and development of high-speed A/D converters ［J］. Microelectronics ， 2009 ， 39 （ 3 ）： 420 - 423 .

张邵华，施红军，林言方 . 光电耦合隔离放大器的频率响应研究［J］. 半导体光电， 2003 ， 24 （ 1 ）： 57 - 60 .

ZHANG Shaohua ， SHI Hongjun ， LIN Yanfang . Frequency response of optically coupled isolation amplifier ［J］. Semiconductor Optoelectronics ， 2003 ， 24 （ 1 ）： 57 - 60 .

浏览量

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

特高压半波长交流输电线路的行波保护

交直流交叉跨越碰线故障及其保护风险分析

高压直流输电线路行波特性与保护定值整定

控制保护特性对±1 100 kV特高压直流过电压的影响