一种交、直流滤波器电容器内部接地故障保护方法

摘要

本发明公开一种交、直流滤波器电容器内部接地故障保护方法，步骤是：实时采样滤波器首端电流、尾端电流和不平衡电流；采用首端电流和尾端电流的差动保护原理(P1)；采用不平衡电流的不平衡保护原理(P2)；将两种保护原理(P1和P2)的动作结果进行逻辑与运算，得到本发明保护方法。此方法利用滤波器差动保护与滤波器不平衡保护相结合的原理来检测滤波器电容器内部接地故障，避免降低差动保护定值或降低不平衡保护定值提高保护灵敏度的情况下引起滤波器保护误动风险，保证直流设备的安全运行。

说明书

技术领域

本发明属于直流输电保护领域以及相关保护装置，特别涉及交、直流滤波器 电容器内部接地故障保护方法。

背景技术

交、直流滤波器作为换流站的重要设备，交流滤波器装设在交流母线端，为 换流站提供无功补偿和滤除谐波；直流滤波器并联装设在直流极母线和中性母线 之间，是抑制直流输电系统直流侧谐波的最有效手段。

滤波器差动保护和滤波器不平衡保护是现有的两个独立原理的保护。

当交、直流滤波器发生接地故障时，不同程度地产生滤波器首尾端差流；故 障差流较小时不会引起滤波器差动保护动作。当交、直流滤波器接地故障点发生 在电容器内部时，除产生滤波器首尾端差流外，还产生电容器不平衡电流；这个 电容器不平衡电流可能引起滤波器不平衡保护动作。

为了避免保护误动，一般工程中设置的滤波器差动保护启动定值比较大；这 样就造成了故障差流较小时，滤波器差动保护灵敏度不足。这个情况，对于滤波 器不平衡保护也是如此。因此，当交、直流滤波器电容器发生某种内部接地故障 时，一般工程中设置的滤波器差动保护和滤波器不平衡保护可能均不能动作，或 者其中之一不能动作。造成设备存在故障而无保护动作的情况。

显然，降低一般工程中设置的滤波器差动保护和滤波器不平衡保护的定值， 可以使上述提到的这类故障有保护动作。为了避免降低保护定值带来的保护误动 风险，本专利采取一种新的交、直流滤波器电容器内部接地故障保护方法，利用 同时满足差动保护原理和不平衡保护原理的算法来实现。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种交、直流滤波器电容器内部接地故障保护方法， 利用同时满足交、直流滤波器差动保护原理与滤波器不平衡保护原理的算法来检 测交、直流滤波器电容器内部接地故障，避免降低差动保护定值或降低不平衡保 护定值，提高保护灵敏度的情况下引起滤波器保护误动风险，保证直流设备的安 全运行。

为了达成上述目的，本发明采用的技术方案是：

实时采样滤波器首端电流、尾端电流和不平衡电流，采用差动保护原理和不 平衡电流的不平衡保护原理，并将两种保护原理的动作结果进行逻辑与运算，经 过延时T输出保护动作，检测交、直流滤波器电容器内部接地故障。延时T取值 范围为0～10.0s。

通过降低差动保护启动定值或不平衡保护启动定值的方法来实现交、直流滤 波器电容器内部接地故障保护的正确动作。该实施方法有如下3种情况：①差动 启动定值的设置低于常规设置5％-30％，不平衡保护启动定值的设置与常规设置 一样；②差动启动定值的设置与常规设置一样，不平衡保护启动定值的设置低于 常规设置5％-30％；③差动保护启动定值和不平衡保护启动定值的设置均低于常 规设置5％-30％。

本发明的有益效果：利用同时满足交、直流滤波器差动保护原理与滤波器不 平衡保护原理的算法来检测交、直流滤波器电容器内部接地故障，避免降低差动 保护定值或降低不平衡保护定值，提高保护灵敏度的情况下引起滤波器保护误动 风险，保证直流设备的安全运行。

附图说明

图1是本发明中交、直流滤波器结构及采样点示意图；

图2是本发明的实施逻辑框图；

图3是本发明的延时模块示意图；

图4是本发明的延时模块功能示意图。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。

本发明提供一种交、直流滤波器电容器内部接地故障保护方法，利用同时满 足交、直流滤波器差动保护与滤波器不平衡保护的原理来检测交、直流滤波器电 容器内部接地故障。

如图1所示为电流测点位置，实时CT采样获得滤波器首端电流IT1、尾端 电流IT2和不平衡电流IT3。

如图2所示为保护原理逻辑框图，利用同时满足交、直流滤波器差动保护与 滤波器不平衡保护的原理来检测交、直流滤波器电容器内部接地故障。实时CT 采样获得滤波器首端电流、尾端电流和不平衡电流；将首端电流IT1、尾端电流 IT2、差动比例系数K_diff和差动启动定值Iqd_diff作为输入进行差动保护原 理逻辑运算；将不平衡电流IT3、穿越电流IT2、不平衡比例系数K_ub和不平衡 启动定值Iqd_ub作为输入进行不平衡保护原理逻辑运算；将差动保护原理与不 平衡保护原理的输出信号进行逻辑与运算，经过延时T输出保护动作。所述延时 T时间范围是0～10.0s；所述差动比例系数K_diff的取值范围是0.04～1.0， 差动启动定值Iqd_diff的取值范围是0.04～1000A；所述不平衡系数K_ub的取 值范围是0.001～1.0；不平衡启动定值Iqd_ub的取值范围是0.001～1000A。

为了让交、直流滤波器电容器内部接地故障保护能够正确动作，这里通过降 低差动保护启动定值或不平衡保护启动定值的方法来实现，该实施方法有如下3 种情况：

方法1：差动启动定值的设置低于常规设置5％-30％，不平衡保护启动定值的 设置与常规设置一样；例如，哈郑特高压直流工程中直流滤波器差动保护启动定 值设为40A，这里可以选择取30A；

方法2：差动启动定值的设置与常规设置一样，不平衡保护启动定值的设置 低于常规设置5％-30％；例如，哈郑特高压直流工程中直流滤波器不平衡保护启 动定值设为0.02A，这里可以选择取0.015A；

方法3：差动启动定值的设置低于常规设置5％-30％，不平衡保护启动定值的 设置低于常规设置5％-30％；例如，哈郑特高压直流工程中直流滤波器差动保护 启动定值设为40A，不平衡保护启动定值设为0.02A，这里可以选择差动保护启 动定值为35A，不平衡保护启动定值为0.018A；

如图3所示为延时模块。实现的功能是：将输入口1接收到的真值信号延后 T时间后输出到输出口2，输入口接收到假值信号不延时直接输出到输出口2。

如图4所示为延时模块功能示意。①当输入真信号持续时间小于T时，输出 为假；②输入真信号持续时间等于T时，输出为假；③输入真信号持续时间大于 T时，输出为真。