一种直流线路分段式定时限过流保护方法与装置

1.一种直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，包括:检测直流线路侧的直流电压变化率,并根据所述直流电压变化率判断所述直流线路是否发生故障；当所述直流线路发生故障时，根据公式i F ＝i(t)-i(t-Δt)，计算所述直流线路的故障电流分量i F ，根据公式t F ＝t-t 0 ,计算所述直流线路的故障持续时间t F ，其中，i(t)为所述线路直流电流在t时刻的电流瞬时值，Δt表示当前时刻与预设时刻的时间间隔，t为所述计算故障电流分量i F 时的当前时刻，t 0 为所述故障发生时刻；判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流I段保护条件；当所述故障电流分量以及所述故障持续时间满足预设的过流I段保护条件，则发出跳闸信号；当所述故障电流分量以及所述故障持续时间不满足预设的过流I段保护条件，则判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流II段保护条件；当所述故障电流分量以及所述故障持续时间不满足预设的过流II段保护条件,则确定所述故障排除，并在所述故障持续时间满足所述预设的过流II段保护条件时，结束检测；当所述故障电流分量以及所述故障持续时间满足预设的过流II段保护条件，则判断所述直流线路的返回电流是否满足故障返回判据；当所述直流线路的返回电流满足所述的故障返回判据,则保护返回；当所述直流线路的返回电流不满足所述的故障返回判据,则在所述故障持续时间满足所述预设的过流II段保护条件时，发出跳闸信号。 2.如权利要求1所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，所述根据所述直流电压变化率判断所述直流线路是否发生故障，具体包括：判断所述直流电压变化率的绝对值是否超过第一阈值；若是，确定所述直流线路发生故障，并将超过所述第一阈值的第一个时刻记为故障发生时刻；其中，所述第一阈值为所述直流线路正常运行时电压变化率的最大值。 3.如权利要求1所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，所述判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流I段保护条件，具体包括：所述预设的过流I段保护条件包括过流I段延时时间和过流I段整定值；当所述故障持续时间小于所述过流I段延时时间时，检测所述故障电流分量是否大于所述过流I段整定值；若是，则满足所述预设的过流I段保护条件；若否，不满足所述预设的过流I段保护条件。 4.如权利要求1所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流II段保护条件,具体包括:所述预设的过流II段保护条件包括过流II段延时时间和过流II段整定值；当所述故障持续时间小于所述过流I段延时时间时，检测所述故障电流分量是否大于所述过流II段整定值；若是，则满足所述预设的过流II段保护条件；若否，不满足所述预设的过流II段保护条件。 5.如权利要求1所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，判断所述直流线路电流的返回电流是否满足故障返回判据,具体包括:所述故障返回判据包括第二阈值；当检测到的所述返回电流小于所述第二阈值，则满足所述的故障返回判据；当检测到的所述返回电流不小于所述第二阈值，则不满足所述的故障返回判据。 6.如权利要求3所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，所述直流线路分段式定时限过流保护方法,还包括：根据公式Δt 1 <Δt trip -Δt br ,计算所述过流I段延时时间Δt 1 ；其中，Δt trip 为换流器闭锁时间；Δt br 为直流断路器动作需要的时间；根据公式I set1 ＝k 1 *I F_Bus2 ,计算所述过流I段整定值I set1 ；其中，k 1 是可靠性系数；I F_Bus2 是当端直流母线极间金属性短路时在所述过流I段延时间Δt 1 内产生的最大电流。 7.如权利要求4所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，所述直流线路分段式定时限过流保护方法,还包括：根据公式Δt 2 ＝Δt 1 +Δt br +Δt re ,计算所述过流II段延时时间Δt 2 ；其中，Δt re 为所述故障返回判据需要的时间，Δt br 为直流断路器动作需要的时间，Δt 1 为过流I段延时间；根据公式I set2 ＝k 2 *I F2,MAX ,计算所述过流II段整定值I set2 ；其中，k 2 是可靠性系数；I F2,MAX 是当I段末端故障时在所述过流II段延时Δt 2 内流过本线路保护的最大电流。 8.如权利要求6所述的直流线路分段式定时限过流保护方法，其特征在于，所述直流线路分段式定时限过流保护方法,还包括：根据公式 计算所述返回电流；其中，I re 表示为在设定的电流周期下，前2个电流周期的电流平均值之差与前一电流周期电流平均值的比值,Δ re 为第二阈值； 表示故障电流在(t-Δt re' ,t)内的平均值，Δt re' 为所述电流周期。 9.一种直流线路分段式定时限过流保护装置，其特征在于，包括:故障检测模块，用于检测直流线路侧的直流电压变化率,并根据所述直流电压变化率判断所述直流线路是否发生故障；第一计算模块，用于当所述直流线路发生故障时，根据公式i F ＝i(t)-i(t-Δt)，计算所述直流线路的故障电流分量i F ，根据公式t F ＝t-t 0 ,计算所述直流线路的故障持续时间t F ，其中，i(t)为所述线路直流电流在t时刻的电流瞬时值，Δt表示当前时刻与预设时刻的时间间隔，t为所述计算故障电流分量i F 时的当前时刻，t 0 为所述故障发生时刻，计算所述直流线路的故障电流分量以及故障持续时间；过流I段保护判断模块，用于判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流I段保护条件；第一信号发出模块，用于当所述故障电流分量以及所述故障持续时间满足预设的过流I段保护条件，则发出跳闸信号；过流II段保护判断模块，用于当所述故障电流分量以及所述故障持续时间不满足预设的过流I段保护条件，则判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间是否满足预设的过流II段保护条件；故障排除模块，用于当判断所述故障电流分量以及所述故障持续时间不满足预设的过流II段保护条件,则确定所述故障排除，并在所述故障持续时间满足所述预设的过流II段保护条件时，结束检测；故障返回判断模块，用于当所述故障电流分量以及所述故障持续时间满足预设的过流II段保护条件，则判断所述直流线路的返回电流是否满足故障返回判据；返回保护模块，用于当所述直流线路的返回电流满足所述的故障返回判据,则保护返回；第二信号发出模块，用于当所述直流线路的返回电流不满足所述的故障返回判据,则在所述故障持续时间满足所述预设的过流II段保护条件时，发出跳闸信号。