直流保护介绍

直流输电系统保护（HVDC protection）直流输电系统保护（HVDC protection）指检测发生于直流输电系统中交、直流开关场，或整流逆变两端交流系统的故障，并发出相应的处理指令，以保护直流系统免受过电流、过电压、过热和过大电动力的危害，避免系统事故的进一步扩大。

直流输电保护的特性要求直流输电系统保护除了与交流继电保护一样，应能满足快速性、灵敏性、选择性和可靠性的要求，还应特别注意其抗电磁干扰和抗暂态谐波干扰的性能、双极系统中两个单极的保护必须完全独立等特性；直流保护应为多重化配置，并应具有很强的软、硬件自检功能。

因此，新建的直流工程多采用微机型数字式直流系统保护。

直流输电系统保护通常分为如下保护分区：À换流站交流开关场保护区，包括换流变压器及其阀侧连线、交流滤波器和并联电容器及其连线、换流母线；Á换流阀保护区；Â直流开关场保护区，包括平波电抗器和直流滤波器，及其相关的设备和连线；Ã中性母线保护区，包括单极中性母线和双极中性母线；Ä接地极引线和接地极保护区；Å直流线路保护区。

各保护区的保护范围应是重叠的，不允许存在死区。

直流输电系统保护的特点是与直流控制系统的联系十分紧密，对于直流系统的异常或故障工况，通常首先通过控制的快速性来抑制故障的发展，例如，直流控制可在10mS左右将直流故障电流抑制到额定值左右；又如，当换相电压急剧下降时，直流控制将自动降低直流电流整定值以避免低压大电流的不稳定工况或故障的发展。

而且，根据不同的故障工况，直流保护启动不同的直流自动顺序控制程序，某些保护首先是告警，如果故障进一步发展，则启动保护停运程序。

直流系统保护停运的动作，首先是通过换流器触发脉冲的紧急移相或投旁通对后紧急移相，使直流线路迅速去能，然后闭锁触发脉冲并断开所联的交流滤波器和并联电容器，或进一步断开其它的交、直流场设备，如果需要与交流系统隔离，则进一步跳开交流断路器。

几种高压直流线路保护浅析摘要：本文对高压直流输电线路的几种基本线路保护进行了介绍，对保护原理进行了简要分析。

关键词：直流线路保护、纵差保护、行波保护、突变量和欠压保护。

0引言高压直流输电近年在我国得到了飞速发展，直流线路保护是高压直流线路稳定运行的重要保障，线路保护的正确动作以及动作后再启动程序的正确执行关系到直流系统的稳定运行。

1 直流线路保护介绍1.1 直流线路行波保护（1）行波保护：根据波理论，电压和电流都可以看作以接近于光速向两个方向传播的行波。

当接地故障发生时，电压的突然下降会在线路中造成很大的能量释放，这些能量以波的形式进行传播，所以如果能检测到波的变化，就能检测到故障。

当接地故障发生后，一部分故障电流在线路中传播，一部分故障电流进入大地，所以引入了极波和地波的概念：Wpm=IDL×Zpm-UDL Wgm=IDN×Zgm-UDN 程序通过周期性的比较极波来判断是否发生了接地故障。

如果在某点检测到当时的极波与前两个周期的极波的差值超过了门槛值，然后就以一定的延时再进行三次比较，如果这三次的差值也超过了门槛值，就认为检测到了接地故障。

通过检测地波是增加还是减少，来区分是本极故障还是另一级故障。

（2）ABB行波保护判据基本原理当直流线路上发生对地短路故障时，会从故障点产生向线路两端传播故障行波，两端换流站通过检测极波b（t）＝ID·γ－UD（式中：γ为直流线路的极波阻抗，ID和UD分别为整流侧直流电流和直流电压）的变化，即可检知直流线路故障，构成直流线路快速保护；另一方面，故障时两个接地极母线上的过电压吸收电容器上会分别产生一个冲击电流，利用该冲击电流以及两极直流电压的变化即可构成所谓地模波，根据地模波的极性就能正确判断出故障极。

1.2线路差动保护原理图1在图1的系统图中，设两侧保护的电流IM、IN以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向。

以两侧电流的相量和作为继电器的动作电流Id，Id=│I&M+ I&N│，该电流有时也称做差动电流。

直流开关柜设备保护功能说明书目录1.控制功能 (1)1.1电保持型断路器控制分合闸的功能 (1)1.2磁保持型断路器控制分合闸的功能 (1)1.3联跳功能 (2)1.4自动重合闸功能/防跳 (5)1.5线路测试功能 (6)2.保护功能 (8)2.1电流测量 (8)2.1.1Imax+保护 (8)2.1.2Imax-保护 (9)2.1.3DDL保护 (10)2.1.4接触网热保护 (12)2.2电压测量 (13)2.2.1线路带电 (13)2.2.2Umin（Ufeeder Low）保护 (13)2.2.3Delta U保护 (14)1.控制功能控制功能通常用于开关设备的电气合分闸，根据系统的状态和规定的要求，允许或禁止合闸操作。

1.1电保持型断路器控制分合闸的功能电保持型断路器在合闸后只需流过很小的电流即可使断路器保持在合闸位置。

其合闸顺序为：SEPCOS输出1s脉冲，使合闸保持线圈得电。

其分闸顺序为：使合闸保持线圈失电。

1.2磁保持型断路器控制分合闸的功能磁保持型断路器的合闸线圈为短时通电型。

其合闸顺序为：SEPCOS输出1s脉冲，合闸线圈得电，断路器合闸，合闸后合闸线圈失电；其分闸顺序为：SEPCOS输出1s脉冲，使合闸线圈流过反磁极电流，断路器分闸，分闸后合闸线圈失电。

检测断路器的位置。

1.3联跳功能当SEPCOS检测到故障（通过保护功能）时，使断路器分闸，并发出联跳信号，同时使给该段线路或该段网络供电的所有断路器跳闸并锁定。

相邻变电所间的双边联跳：当本变电所一台断路器跳闸时，必须使相邻变电所内向同一区间供电的断路器同时跳闸；其功能可通过联跳电缆及两侧直流开关柜中的联跳继电器来实现,每条馈线SEPCOS数字式保护监控单元的联跳接收与发送采用独立的回路，其原理如附图所示。

其具体实现过程为：首先，当故障发生于线路区段NO2时，变电所B内的馈线柜B/2内SEPCOS专用微机型继电保护和控制综合装置检测到故障，发出信号使馈线柜B/2内的断路器跳闸，并使联跳发送继电器动作发出联跳信号。

1 直流微电网接地方式根据 IEC60364—1[19］对直流系统接地型式的定义，与交流系统一样，也可分为TT （T=电源侧直接接地；T=用电设备外露导电部分直接接地）、IT（I=电源侧不接地或经高阻抗接地，T=用电设备外露导电部分直接接地）、TN（T=电源侧直接接地，N=用电设备外露导电部分经保护线与电源侧共地）三种接地型式IT 表示直流母线处(可以为正极、负极或中性点)不接地或经高阻抗接地，电气装置的外露可电导部分直接接地。

研究表明，对于不存在对地电容的直流系统而言，IT 系统的一次接地故障监测十分困难，用户也无法用电笔测试出该系统直流电的极性. 在IT 接地型式中,相比负电极，正电极与大地连接可以减小电腐蚀的效应。

当接地故障发生时，故障电流较小，仍可以保证负载的正常运行，因此现有低压直流系统也大多采用无中线的IT 系统，但由于故障电流小，导致其故障检测困难，容易引发二次极间故障TN 表示直流母线处(可以为正极、负极或中性点）直接接地，所有电气设备外露可导电部分均接到保护线上，并与上述接地点相连。

而我国传统交流系统中广泛使用的TN 系统(T 电源侧直接接地,N用电设备外露导电部分经保护线与电源侧共地），其优点在于能将接地故障转化为短路故障从而增大故障电流、利于保护设备的动作,但由电力电子变换装置提供电源的直流系统中，一般均含有大量对过电流敏感的电力电子器件,该特性能否在直流系统中发挥同样的优势需作进一步的探讨.TN 系统发生接地故障时，会有较大的故障电流和电压暂变现象，这会影响连接在故障电极上的其他负载运行，该接地方式故障容易检测并快速清除。

考虑到目前家用设备接地保护线与交流零线电位差限制，未来直流微电网在给住宅、学校、商业建筑和工业区域供电建议采用TN系统。

2 直流微电网故障类型根据故障的类型进行划分,可将直流微网的故障分为接地故障和极间故障，如图16 所示。

接地故障依据故障阻抗大小可分为高阻抗接地和低阻抗接地故障，极间故障阻抗通常较小。

直流输电控制保护系统功能介绍一、直流输电基本概念二、直流保护功能的配置及说明一、直流输电基本概念1、直流输电类型•常规两端直流输电背靠背直流输电系统1、直流输电类型1、直流输电类型多端直流输电系统2、换流站主设备•换流的主要设备——换流器（四重阀）2、换流站主设备•换流的主要设备——换流器（双重阀）2、换流站主设备•换流的主要设备——换流变2、换流站主设备•换流变伸入阀厅的换流变套管2、换流站主设备•三广直流惠州站单相双绕组换流变2、换流站主设备•平波电抗器•直流滤波器交流滤波器3、±500kV直流输电直流运行方式常规直流共有5种运行方式：•双极大地回线运行方式•单极大地回线运行方式（极I、极II）•单极金属回线运行方式（极I、极II）常用功率控制方式有3种：•双极功率控制•单极功率控制•单极电流控制4、±500kV直流输电直流部分主接线图5、±500kV直流输电交流场主接线图6、±800kV直流输电主接线图复龙换流站侧奉贤换流站侧复奉直流极线路复奉直流极线路接地极7、简单的控制概念•整流站控制直流系统的电流。

•逆变站控制直流系统的电压。

•通常，每极直流输送功率定义为整流侧功率。

二、直流保护功能的配置及说明直流保护配置目前国网系统运行直流输电系统保护配置情况：•三取二。

•使用切换逻辑。

•完全双重化配置。

保护三取二逻辑保护切换逻辑保护完全双重化配置换流站所包含保护•直流保护（换流变阀侧绕组之间的区域，除直流滤波器）•换流变压器保护•直流滤波器保护•交流滤波器保护•交流滤波器母线保护•断路器保护•交流线路保护•母线保护换流站内保护的分区换流阀区直流线路区金属回线区接地极线区双极中性母线连接区直流滤波器区极中性母线区极高压母线区换流变区保护的配置原则测量的典型配置直流滤波器UacIDPIDNCUDNUDLIDLIDNEIDLIDME IDGNDIANE IDEL1IDEL2NBS NBGSMRTBGRTS直流滤波器UDN IDNENBS极1极2UDLIVYIVDY Y Y DUacIDPIDNCIVYIVDY Y Y D保护的配置原则要求：•配置要求：不存在死区，不存在未被保护的故障情况（全面性）。

直流电机驱动板的保护原理直流电机驱动板的保护原理是为了保护电机和驱动板免受损坏，延长其使用寿命。

保护原理主要涉及电压保护、过流保护、过热保护和过载保护等方面。

首先，电压保护是为了防止电机和驱动板在供电电压不稳定或超出额定电压范围时受到损坏。

一般来说，电机驱动板会设置过高和过低电压保护阈值，当电压超过或低于设定阈值时，驱动板会自动切断电源输出，以保护电机和驱动板。

其次，过流保护是为了防止电机受到过大电流的损坏。

当电机启动或负载突然增加时，电流可能会超过额定电流。

为了保护电机和驱动板，驱动板上会设有过流保护装置，一旦检测到电流超过设定阈值，驱动板会立即切断电源输出，以避免过大电流损坏电机和驱动板。

第三，过热保护是为了防止电机在工作过程中过热，导致损坏或烧坏。

电机的过热可能是由于长时间工作、负载过大或环境温度过高等原因引起的。

为了防止过热损坏，电机驱动板上通常会设置过热保护装置，一旦检测到电机温度超过设定阈值，驱动板会立即停止供电，以降低温度并保护电机和驱动板。

最后，过载保护是为了防止电机超负荷工作而受损。

通常情况下，电机有一个额定负载范围，超过这个范围就会出现过载。

为了保护电机和驱动板，驱动板上会设置过载保护装置，一旦检测到电机负载超过额定范围，驱动板会自动切断电源输出，以保护电机和驱动板免受过载损坏。

除了以上几个主要保护原理外，一些高级的电机驱动板还可能包括其他保护功能，例如短路保护、电流限制保护和启动保护等。

短路保护是为了防止电机在短路情况下损坏，它会立即切断电源输出。

电流限制保护是为了限制电流在额定范围内，避免超过驱动板的负载能力。

启动保护是为了确保电机在启动过程中平稳运行，它可以控制启动时间和电流，避免因起动不当而导致损坏。

总之，直流电机驱动板的保护原理涵盖了电压保护、过流保护、过热保护和过载保护等方面，以保护电机和驱动板免受损坏。

根据实际需求，可以采用不同的保护装置和控制策略，以提高电机驱动系统的可靠性和安全性。

直流线路保护的原理是什么直流线路保护是指在直流电力系统中，通过各种保护装置和控制策略，实现对直流电力线路的安全可靠运行的一种措施。

直流线路保护的原理是通过检测和快速切除故障电流，以保护线路的设备和保证电力系统的安全运行。

下面我将详细介绍直流线路保护的原理及其主要保护装置。

一、直流线路的故障类型直流电力系统中的故障可以分为短路故障和地线故障两种类型。

短路故障是指直流系统中两个相间点之间出现的故障，常见于连接线路的绝缘损坏或设备内部元件故障；地线故障是指直流系统中任意一个相间点与地之间出现的故障，常见于设备绝缘损坏或设备与地之间的可控的接触。

二、直流线路保护的策略1. 短路故障保护短路故障保护主要是通过电气间隙或电路断开器实现，保护装置可根据故障电流的大小和故障位置进行故障检测和切除操作。

（1）过电流保护：通过检测线路中的电流，当电流超过额定值时，认为发生了短路故障，保护装置将快速切除故障点附近的电路。

（2）差动保护：采用电流互感器测量直流线路两端的电流，将两端电流的差值与额定值进行比较，当差值超过设定值时，判断为短路故障，保护装置将切除故障电路。

（3）电弧保护：通过检测弧光或弧电压，当弧光或弧电压超过设定值时，判断发生电弧故障，保护装置将切除故障电路。

2. 地线故障保护地线故障保护主要是通过控制绝缘损坏或设备与地间的接触来实现，保护装置可根据故障电流和故障位置进行保护动作。

（1）电气绝缘保护：通过对线路绝缘性能的监测，当绝缘损坏时，保护装置将切除故障电路。

（2）微分保护：采用电压互感器测量直流线路两端电压，将两端电压的差值与额定值进行比较，当差值超过设定值时，判断为地线故障，保护装置将切除故障电路。

（3）接地保护：通过检测设备与地之间的接触电阻，当接触电阻超过设定值时，判断为地线故障，保护装置将切除故障电路。

三、直流线路保护装置直流线路保护装置是实现直流线路保护的重要设备，主要由故障检测单元、保护动作单元和信号处理单元组成，具有高速、精确、可靠等特点。