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专利号: 2020108013772
申请人: 西安理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种用于直流配电网的双端量加速保护方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、规定正极线路的正方向是从母线流到线路侧,而负极线路的正方向是从线路侧流到母线,规定直流断路器只能在电流方向检测为正方向的时候动作;在线路源端保护装置处安装前加速装置,并采集功率送端和功率受端保护装置处的电压瞬时值upi,uni,电流瞬时值ipi,ini;

步骤2、将采集的电流瞬时值ipi,ini和对应的线路末端最大负荷电流imax进行比较,采集到的电压瞬时值upi,uni和对应的母线电压ubus进行比较,完成前加速第一次启动判据;

当采集到的电流满足ini>kINomal×imax或者ipi>kINomal×imax;采集到的电流满足uni<kUNomal×ubus或者upi<kUNomal×ubus;

其中,kINormal值为1.1,选取的kUNormal值为0.9,如果电流和电压同时满足以上条件,进入前加速第二次启动判据;

步骤3、进入前加速第二次启动判据:连续采集N个点的电压电流值,N取10,计算采集到的线路电流平均值 和电压平均值 将电流平均值 电压平均值 和高阻故障电流以及高阻故障电压 进行比较;

iFault和uFaultbus分别指的是线路经过100Ω过渡电阻发生的单极故障是的电流和电压值大小;

当电流平均值 满足 电压平均值 满足 如果电流和电

压同时满足以上条件,认为系统内部线路发生故障,启动加速保护;

其中,kIFault取值为0.9,kUFault取值为1.1;

步骤4、功率送端加速装置识别发生故障,此时给功率受端速保护装置通信将本侧结果传递对侧,如果此时功率受端检测电流大于等于0,此时两端的直流断路器都跳闸;

步骤5、开闸的直流断路器经过300ms去游离延时后,此时重合闸启动,判断是瞬时故障还是永久性故障,如果是瞬时故障则此时故障消失,系统恢复正常,如果是永久性故障,进入步骤6;

步骤6、确定故障是永久性故障,利用加速保护装置采集重合闸3ms数据窗的故障电压信息,根据正极和负极电压的关系判断故障类型;

步骤7、利用加速保护装置采集重合闸3ms数据窗的故障电流信息,如果是区外故障,此时线路两侧电流幅值大小相等,方向相反;而对于区内故障,此时线路两侧电流幅值大小不相等,方向相同;根据线路两侧电流的特点,从电流波形对称性的角度入手构建保护判据,依据保护判据识别故障是否在区内,识别出故障进一步有选择性地切除故障。

2.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的双端量加速保护方法,其特征在于,步骤6所述故障类型识别依据KPN系数判别如下:其中,USEP为重启时正极电压平均值;USEN为重启时负极电压平均值;Up和UN分别为正、负极电压,NRe值是3ms数据窗的数据点,为60;KPN为故障类型识别系数,Ubus表示正常运行下线路电压;

定义故障类型识别系数KPN,如果是正极故障,此时0

1.35≤KPN<∞,如果是极间故障,此时0.75

3.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的双端量加速保护方法,其特征在于,步骤6所述重合闸的重启原则是先启动功率送端一侧直流断路器,经过5ms延迟启动功率受端一侧直流断路器,主要的目的降低两侧断路器同时合闸产生的电压应力。

4.根据权利要求1所述的一种用于直流配电网的双端量加速保护方法,其特征在于,步骤7所述依据保护判据识别故障是否在区内的判断依据如下:区外故障:线路两侧电流迅速增加,电流幅值大小相等,但是方向相反,两侧电流关于横轴完全对称;

区内故障:线路两侧电流迅速增加,电流幅值大小不相等且方向一致,两侧电流关于横轴完全不对称,关于横轴对称程度发生严重偏移。

5.根据权利要求4所述的一种用于直流配电网的双端量加速保护方法,其特征在于,步骤7所述的保护判据如式(8)所示,其中,k△值取为0.8,△ISETP和△ISETN分别是不同故障情况下仿真得到最小对称程度系数。

为故障正极电流、 为故障负极电流,其中P和N代表的是线路正极负极,a的取值是1或2,分别代表两侧的测量装置;定义正负极两侧电流横轴对称系数为ΔiP和ΔiN,NTi代表的是3ms内的数据点,取60。