换流站主设备保护关键技术研究

目录
第1章 绪论 1
1.1 高压直流换流站接线方式及主设备保护配置 2
1.1.1 换流变接线及运行方式 2
1.1.2 换流变差动保护 4
1.1.3 换流变零序差动保护 4
1.1.4 换流变零序过电流保护 6
1.1.5 换流器桥差保护 7
1.2 换流站关键设备相关保护异常动作行为及其风险 8
1.2.1 换流变引线及差动保护异常动作行为及其风险 9
1.2.2 换流变零序差动保护异常动作行为及其风险 9
1.2.3 换流变零序过电流保护异常动作行为及其风险 10
1.2.4 换流器桥差保护异常动作行为及其风险 11
1.2.5 直流输电系统换相失败引发换流变差动类保护异常动作行为及其风险 11
本章参考文献 12
第2章 换流变引线及差动保护异常动作行为分析及对策研究 13
2.1 换流变空载合闸对称性涌流产生机理 14
2.2 含换流站的特高压直流输电工程仿真模型 17
2.3 对称性涌流引起换流变引线及差动保护误动分析 19
2.4 基于豪斯多夫距离算法的换流变引线及差动保护判据 35
2.4.1 豪斯多夫距离算法的基本原理 35
2.4.2 基于豪斯多夫距离算法的差流波形相似性判断 36
2.4.3 基于豪斯多夫距离算法的换流变引线及差动保护新判据 39
2.4.4 新判据的仿真验证 41
2.4.5 新判据的动模试验验证 51
2.5 本章小结 54
本章参考文献 54
第3章 换流变零序差动保护异常动作行为分析及对策研究 55
3.1 励磁涌流工况下换流变零序差动保护误动分析 56
3.1.1 励磁涌流对中性线零序电流的影响 56
3.1.2 励磁涌流对中性线CT传变特性的影响及零序差动保护误动分析 58
3.2 恢复性涌流工况下换流变零序差动保护误动分析 60
3.2.1 恢复性涌流对零序电流的影响 61
3.2.2 恢复性涌流对中性线CT传变特性的影响及零序差动保护误动分析 62
3.3 基于标准动态时间弯曲距离的换流变零序差动保护辅助判据 64
3.3.1 动态时间弯曲距离方法 65
3.3.2 基于标准动态时间弯曲距离的辅助判据整定 66
3.3.3 判据的仿真验证 68
3.3.4 现场录波数据验证 75
3.4 特殊工况下换流变零序差动保护误动风险及对策 77
3.4.1 特殊工况场景及其对CT传变特性的影响 78
3.4.2 特殊工况导致换流变零序差动保护误动风险分析 79
3.4.3 基于S变换相位差的换流变零序差动保护附加闭锁判据 84
3.5 本章小结 89
本章参考文献 90
第4章 换流变零序过电流保护异常动作行为分析及对策研究 91
4.1 换流变空载合闸励磁涌流对换流变零序电流的影响 92
4.2 外部故障切除恢复性涌流对换流变零序电流的影响 93
4.3 涌流引起换流变零序过电流保护误动分析 94
4.3.1 励磁涌流引起换流变零序过电流保护误动分析 94
4.3.2 恢复性涌流引起换流变零序过电流保护误动分析 100
4.4 基于相空间重构原理的换流变零序过电流保护闭锁判据 103
4.4.1 相空间重构的基本原理 104
4.4.2 基于相空间重构技术构造换流变零序过电流保护闭锁判据 105
4.4.3 换流变零序过电流保护附加闭锁判据动作性能仿真验证 109
4.5 本章小结 112
本章参考文献 112
第5章 换流器桥差保护异常动作行为分析及对策研究 114
5.1 换流变空载合闸励磁涌流对换流器桥差保护的影响 115
5.2 外部故障切除恢复性涌流对换流器桥差保护的影响 115
5.3 换流器桥差保护误动分析 116
5.3.1 励磁涌流引起换流器桥差保护误动分析 118
5.3.2 恢复性涌流引起换流器桥差保护误动分析 122
5.4 基于互近似熵算法的换流器桥差保护防误动闭锁方案 128
5.4.1 互近似熵算法的基本原理和计算步骤 128
5.4.2 换流器桥差保护防误动闭锁方案 131
5.4.3 换流器桥差保护防误动闭锁方案动作性能仿真验证 133
5.5 本章小结 143
本章参考文献 144
第6章 换相失败对换流变保护动作行为影响分析及对策研究 145
6.1 直流输电系统换相失败及后续换相失败的影响因素 146
6.1.1 换相失败发生的原因 146
6.1.2 弱交流系统逆变侧故障导致后续换相失败 146
6.1.3 谐波流入导致后续换相失败 147
6.1.4 逆变侧变压器合闸导致后续换相失败 151
6.2 换相失败对换流变差动保护的影响及对策 151
6.2.1 交流系统外部故障恢复期间换流变差动保护差流波形特征 152
6.2.2 换相失败对换流变差动保护动作性能的影响 160
6.2.3 换流变差动保护延时动作解决方案 165
6.3 后续换相失败引发换流变零序差动保护误动分析及对策 171
6.3.1 后续换相失败引发换流变零序差动保护误动分析 172
6.3.2 换流变零序差动保护误动行为的仿真验证 175
6.3.3 基于频带幅值比的换流变零序差动保护防误动策略 176
6.4 本章小结 182
本章参考文献 183