高压直流线路故障识别新方法：基于电压变化率差异

"高压直流线路区内外故障判别新方法" 高压直流输电技术在电力行业中扮演着关键角色，尤其在长距离大功率输送方面。然而，现有的行波保护系统在应对区内外故障时表现出的可靠性不足，特别是面对较高的过渡电阻时。传统的行波保护判据依赖于电压和电流的变化量，例如电压变化率(du/dt)、电压差(Δu)和电流差(Δi)，来区分区内外故障。这些判据在保证区外故障选择性的同时，可能牺牲了对区内故障的耐受过渡电阻的能力。 文章指出，区分区内外故障的研究方法主要分为两类：一是利用电气信息的差异，如基于电流的边界计算、行波幅值特点；二是应用数学分析技术，如小波变换、形态学滤波等。这些方法虽有一定效果，但可能存在采样频率要求高、需要换流站间通信等问题，限制了其在实际工程中的应用。 针对上述挑战，文章提出了一种新的高压直流输电线路区内外故障判别方法，核心在于分析电压波形特征和电压变化率最大值的出现时刻。通过理论推导和仿真分析，作者发现区内外故障的电压变化率最大值出现时刻有显著差异，这一特性可以作为区分故障类型的新依据。使用PSCAD/EMTDC进行的仿真测试验证了该方法的可靠性，它能够在保持高准确率的同时，承受较高的过渡电阻，且只需要较低的采样频率和较短的时间窗口，便于在现有系统中实现。 在具体分析中，文章通过建立±800kV云广直流输电系统的电磁暂态仿真模型，模拟了不同类型的故障情况，对比了现有行波保护判据与新方法的响应特性。结果显示，新方法能够有效地区分区内外故障，提高了保护系统的鲁棒性，降低了对硬件和通信的要求，对提升直流输电系统的安全性具有重要意义。 这篇研究提出的新方法为解决高压直流线路故障识别问题提供了新的思路，有望优化现有的行波保护策略，增强电力系统的稳定性和可靠性。这一成果对于推动高压直流输电技术的发展和实际工程应用具有重要价值。