利用低频故障分量F检验的直流输电线路后备保护新原理

张怿宁，张大海，武传健，杨宇辰

(1. 中国南方电网超高压公司检修试验中心，广州510663；2. 北京交通大学电气工程学院，北京 100044)

0 引言

直流输电技术在远距离大容量输电和电力系统联网等方面具备明显优势，广泛应用于同步电网互联、大规模新能源接入、海底电缆输电等领域[1]。直流输电技术包括高压直流输电技术和柔性直流输电技术，其中柔性直流输电技术应用于新能源并网等项目中，在电网运行中担任重要的作用[2 - 3]。柔性直流输电线路比直流电缆线路发生故障的概率大，且故障电流上升速率大，而模块化多电平(modular multilevel converter, MMC)换流器造价高且脆弱，若不能及时切开故障线路，会对柔性直流设备造成巨大损害甚至进一步破环电网整体的安全性，所以研究快速切除柔性直流线路的保护方案对提高电网的可靠性具有重要的意义[4 - 5]。柔性直流线路具有阻尼小、故障电流上升快的特点，因此需要在极短时间内切除故障。然而，现有直流保护原理仍存在一些问题需要解决[6]。现有主保护原理存在高阻故障难识别的问题，如文献[7]的行波保护方案最大识别电阻只有100 Ω。文献[8]利用直流电压变化率进行故障识别，但仍存在耐受过渡电阻能力差的问题。基于电压、电流变化量乘积的故障识别方案虽然增加了耐过渡电阻能力，但其可靠性仍然受到故障电阻的影响[9]。为保证输电线路的安全运行，后备保护的耐受过渡电阻能力必须得到保证。电流差动保护被广泛采用为后备保护，但是其易受分布电容影响，导致保护误判。……