基于电流行波极性的高压直流极母线保护

孙刚,宗芝荣

（1.山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255049;2.淮北供电公司，安徽淮北235000)

直流输电具有传送功率大、线路造价低、控制性能好等优点，特别适合我国幅员辽阔、输电距离长的国情。从20世纪80年代末开始，我国直流输电总输送容量达18 000 MW以上，总输送距离超过7 000 km，该2项指标均成为世界第一。这也对直流系统的保护提出了更严格的要求。

极母线是高压直流输电系统（HVDC）连接阀厅出线和直流线路的重要装置。其保护也应快速准确地反应出母线的区内和区外故障，保证系统的安全稳定运行。目前，直流极母线采用的是电流差动保护算法。该方法存在的主要缺陷还是如何躲避不平衡电流的问题。虽然目前的直流系统中已经大量地采用光学电流互感器（OCT）作为电流的测量设备，能有效地避免电磁互感器的磁饱和问题。但不同用途的OCT具有不同的暂态传递特性，尤其是在暂态过程较严重的情况下，例如储能元件的充放电等，OCT将不能准确地反映各个暂态量，从而导致不平衡电流的产生。当不平衡电流足够大时，会引起保护的误动作。这应引起运行人员的重视。

文献[1-2]提出了一种电流行波在交流母线保护中的新原理，并给出了保护方案和仿真验证，能满足电力系统母线保护的要求。本文在此基础上介绍了一种利用行波极性判断高压直流极母线故障的方法，能有效辨别区内区外故障，并且具有较快的反应速度。

1 极母线差动保护误动分析

极母线差动保护示意图如图1所示，其保护区域为阀厅OCT(IDP)、极母线OCT(IDL)以及两台直流滤波器OCT(IT1，IT2)所包含的区域。……