Защита в переходном режиме для мульти-терминальной hdvc сети - заявка 2016151189 на патент на изобретение в РФ

1. Способ (100) защиты от неисправностей мульти-терминальной HVDC-сети (1), причем HVDC-сеть (1) содержит преобразователь (2), имеющий положительный полюс (3), отрицательный полюс (4) и нейтральный полюс (5), подстанцию (6) DC-коммутатора и DC-линию (7), соединяющую преобразователь (2) и подстанцию (6) DC-коммутатора; причем способ (100) содержит:
- этап (101) измерения DC-напряжения смещения (Ud), имеющего полярность и значение;
- этап (102) определения того, существует ли неисправность, путем сравнения DC-напряжения смещения (Ud) с пороговым напряжением смещения (Ut);
- этап (103) идентификации типа неисправности как короткого замыкания от положительного (3) к нейтральному (5) полюсу, короткого замыкания от отрицательного (4) к нейтральному (5) полюсу или короткого замыкания от положительного (3) к отрицательному (4) полюсу на основании полярности и значения DC-напряжения смещения (Ud).
2. Способ (100) по предыдущему пункту, в котором DC-напряжение смещения (Ud) вычисляется из положительного переходного напряжения (Up), измеренного на положительном полюсе (3), и отрицательного переходного напряжения (Un), измеренного на отрицательном полюсе (4).
3. Способ (100) по любому из предыдущих пп., в котором этап (102) определения того, существует ли неисправность, выполняется путем оценки, является ли значение DC-напряжения смещения (Ud) большим, чем пороговое напряжение смещения (Ut).
4. Способ (100) по любому из предыдущих пп., в котором этап (103) идентификации типа неисправности выполняется путем измерения полярности и значения DC-напряжения смещения (Ud) таким образом, что если полярность DC-напряжения смещения (Ud) отрицательна, то тип неисправности идентифицируется как короткое замыкание от положительного (3) к нейтральному (5) полюсу, если полярность DC-напряжения смещения (Ud) положительна, то тип неисправности идентифицируется как короткое замыкание от отрицательного (4) к нейтральному (5) полюсу, и если DC-напряжение смещения (Ud) имеет значение большее, чем пороговое напряжение смещения (Ut), то тип неисправности идентифицируется как короткое замыкание от положительного (3) к отрицательному (4) полюсу.
5. Способ (100) по любому из предыдущих пп., в котором если значение DC-напряжение смещения (Ud) меньше, чем пороговое напряжение смещения (Ut), то определяется состояние отсутствия неисправности.
6. Способ (100) по любому из предыдущих пп., причем способ дополнительно содержит этап определения направления тока неисправности как:
- направление к преобразователю (2) или к DC-линии (7) при измерении на терминале (8) преобразователя (2) на основе полярности изменения DC-переходного тока (ΔId), измеренного на терминале (8) преобразователя, или
- направление к подстанции (6) DC-коммутатора или к DC-линии (7) при измерении на терминале (9) подстанции (6) DC-коммутатора на основе полярности изменения DC-переходного тока (ΔId), измеренного на терминале (9) подстанции DC-коммутатора.
7. Способ (100) по предыдущему пункту, в котором изменение DC-переходного тока (ΔId) вычисляется как разность между DC переходным током (Id) и номинальным DC-током (Idc).
8. Способ (100) по любому из пп. 6 и 7, в котором этап определения направления тока неисправности выполняется путем определения полярности изменения DC-переходного тока (ΔId) таким образом, что когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (8) преобразователя является отрицательной, то направление тока неисправности на терминале (8) преобразователя соответствует направлению к DC-линии (7); когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (8) преобразователя является положительной, то направление тока неисправности соответствует направлению к преобразователю (2); когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (9) подстанции DC-коммутатора является положительной, то направление тока неисправности на терминале (9) подстанции DC-коммутатора соответствует направлению к DC-линии (7), и когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (9) подстанции DC-коммутатора является отрицательной, то направление тока неисправности соответствует направлению к подстанции (6) DC-коммутатора.
9. Способ (100) по любому из пп. 6-8, причем способ (100) дополнительно содержит этап определения, является ли неисправность внутренней или внешней по отношению к преобразователю (2), путем сравнения полярностей изменения DC-переходного тока (ΔId) между терминалом (8) преобразователя и терминалом (9) подстанции DC-коммутатора.
10. Способ (100) по предыдущему пункту, в котором этап определения того, является ли неисправность внутренней или внешней по отношению к преобразователю (2), выполняется таким образом, что когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (8) преобразователя и полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (9) подстанции DC-коммутатора различны, то неисправность является внутренней, и когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (8) преобразователя и полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на терминале (9) подстанции DC-коммутатора являются одинаковыми, то неисправность является внешней по отношению к преобразователю (2).
11. Способ (100) по любому из пп. 6-10, причем способ (100) дополнительно содержит этап обеспечения дифференциальной защиты в переходном режиме сборной шины для множества терминалов подстанции (6) DC-коммутатора, причем когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на всех терминалах подстанции (6) DC-коммутатора является отрицательной, то неисправность является внутренней, а когда полярность изменения DC-переходного тока (ΔId) на всех терминалах подстанции (6) DC-коммутатора является различной, то неисправность является внешней по отношению к конкретной подстанции (6) DC-коммутатора.
12. Способ (100) по любому из предыдущих пп., причем способ содержит этап определения местоположения переходной неисправности на DC-линии (7) на основании времени распространения бегущих волн, инициированных неисправностью.
13. Устройство (10) для защиты от неисправностей мульти-терминальной HVDC-сети, причем устройство (10) содержит:
- преобразователь (2), имеющий положительный полюс (3) и отрицательный полюс (4);
- подстанцию (6) DC-коммутатора;
- DC-линию (7), соединяющую преобразователь (2) и подстанцию (6) DC-коммутатора;
- детектор (11) переходной неисправности, содержащий датчик (12) положительного напряжения, измеряющий положительное переходное напряжение (Up) положительного полюса (3), и датчик (13) отрицательного напряжения, измеряющий отрицательное переходное напряжение (Un) отрицательного полюса (4), и блок (14) управления, который выполнен с возможностью получения DC-напряжения смещения (Ud) из положительного (Up) и отрицательного (Un) переходных напряжений; при этом упомянутое DC-напряжение смещения (Ud) имеет полярность и значение.
14. Устройство (10) по предыдущему пункту, причем устройство (10) дополнительно содержит детектор (15) направления переходной неисправности, содержащий датчик (16) тока для измерения DC-переходного тока (Id) для определения направления тока неисправности.
15. Устройство (10) по предыдущему пункту, причем устройство (10) дополнительно содержит блок определения местоположения переходной неисправности для определения местоположения неисправности на DC-линии (7); причем блок определения местоположения переходной неисправности содержит по меньшей мере один из датчика напряжения для измерения положительного (Up) или отрицательного (Un) переходных напряжений или датчика тока для измерения DC-переходного тока (Id).
Наверх