真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略

宁家兴; 和敬涵; 李猛; 梁晨光; 罗易萍; 陈可傲

doi:10.7500/AEPS20210809006

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真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略

研制与开发 | 更新时间：2025-06-16

- 真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略
- Identification Strategy for Arc Extinction Time of Single-pole Grounding Fault in True Bipolar Flexible DC System
- 电力系统自动化 2022年46卷第13期页码：121-129
- 作者机构：
  
  北京交通大学电气工程学院，北京市 100044
- 作者简介：
  
  宁家兴(1993—)，男，博士研究生，主要研究方向：输电线路自适应重合闸技术。E-mail：ningjx@bjtu.edu.cn
  和敬涵(1964—)，女，博士，教授，博士生导师，IEEE Fellow，主要研究方向：电力系统保护与控制、交直流混联系统、主动配电网等。E-mail：jhhe@bjtu.edu.cn
  李猛(1986—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：直流电网保护技术。E-mail：mengl@bjtu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(52007003);国家自然科学基金委员会-国家电网公司智能电网联合基金资助项目(U2066210)
- DOI：10.7500/AEPS20210809006
  中图分类号：
- 收稿日期：2021-08-09，
  
  修回日期：2021-11-28，
  
  网络出版日期：2022-05-26，
  
  纸质出版日期：2022-07-10
- 稿件说明：
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宁家兴,和敬涵,李猛等.真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略[J].电力系统自动化,2022,46(13):121-129.

NING Jiaxing,HE Jinghan,LI Meng,et al.Identification Strategy for Arc Extinction Time of Single-pole Grounding Fault in True Bipolar Flexible DC System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):121-129.
宁家兴,和敬涵,李猛等.真双极柔性直流系统单极接地故障熄弧时刻识别策略[J].电力系统自动化,2022,46(13):121-129. DOI： 10.7500/AEPS20210809006.

NING Jiaxing,HE Jinghan,LI Meng,et al.Identification Strategy for Arc Extinction Time of Single-pole Grounding Fault in True Bipolar Flexible DC System[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(13):121-129. DOI： 10.7500/AEPS20210809006.

摘要

自适应重合闸不仅应具备区分故障类型的能力，还应进一步对瞬时性故障重合闸时间进行优化，这就需要对故障熄弧时刻进行识别。首先，通过分析接地故障电弧的动态特性，实现故障电弧非线性特征及熄弧时刻的自适应模拟。其次，分析真双极柔直线路故障极端电压熄弧前后的暂态和稳态特性，揭示出熄弧前故障极端电压变化趋势主要取决于零输入响应分量，呈现衰减趋势，而熄弧后故障极端电压主要取决于零状态响应分量，呈现上升趋势。最后，提出一种积分比算法，有效提取故障极端电压在熄弧前后的特征差异，若在循环判断时间内积分比始终不低于阈值，则判断故障已熄弧，并将首次超过阈值的时刻输出为检测熄弧时刻。PSCAD/EMTDC仿真结果验证了所提策略的有效性和可靠性。

Abstract

Adaptive reclosing should not only have the ability to distinguish fault types but also further optimize the reclosing time after the transient fault

which requires the identification of fault arc extinction time. Firstly

by analyzing the dynamic characteristics of grounding fault arc

the nonlinear characteristics of fault arc and adaptive simulation of arc extinction time are realized. Secondly

the transient and steady state characteristics of fault pole voltage of true bipolar flexible DC line before and after arc extinction are analyzed. It is revealed that the changing trend of fault pole voltage before arc extinction mainly depends on the zero input response component

showing an attenuation trend

while the fault pole voltage after arc extinction mainly depends on the zero state response component

showing an upward trend. Finally

an integral ratio algorithm is proposed to effectively extract the characteristic difference of fault extreme voltage before and after arc extinction. If the integral ratio is not lower than the threshold in the cycle judgment time

the fault arc extinction is judged

and the time when the threshold is exceeded for the first time is output as the detected arc extinction time. PSCAD/EMTDC simulation results verify the effectiveness and reliability of the proposed strategy.

关键词

Keywords

references

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