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2.3 反击的暂态故障特征
反击为雷电流经杆塔注入线路的过程,本文在杆塔上加载幅值为40 kA的负极性雷电流进行反击仿真,正极绝缘子发生闪络后线路发生接地故障,保护安装处两极电流和电压的暂态过程如图7、8所示。
图7故障极暂态电流峰值约为6 kA,与图3中非故障性绕击时雷击极的电流峰值5.4 kA接近;非故障极暂态电流峰值3.7 kA,与图3中非雷击极暂态电流峰值3.6 kA接近。从波形上看,两极变化特征与非故障性绕击时一致,均为故障极雷电流占主要影响因素,且非故障极电流回到正常值。
图7 40 kA反击时保护安装处电流暂态过程
图8 40 kA反击时保护安装处电压暂态过程
电压暂态过程见图8,由于反击时暂态电流受到限制,暂态电压峰值及波动幅度与图4所示15 kA雷电流发生非故障性绕击时相似,最大区别在于故障极电压在对称变化阶段过后恢复额定值。
3 行波保护雷击响应特性分析
3.1 特高压直流线路行波保护原理
本文仿真的行波保护模型采用西门子公司技术路线,判据及参数与实际特高压直流工程完全一致。采样频率为150 µs,并利用线路末端电压UdCH以及线路侧末端电流IdLH计算电压变化率判据dU/dt、电压变化量判据DU以及电流判据DI。
1)电压判据计算。
电压判据的计算及出口流程如图9所示。图中计算dU/dt判据及DU判据时,采用不同采样时间原因在于2个判据作用不同。dU/dt判据是为了区分区外故障与区内故障,而DU判据是为了区分扰动与故障。
图9 行波保护电压判据计算
2)电流判据计算。
电流判据的计算及出口流程如图10所示,其中整流侧电流判据为DII,逆变侧电流判据为DIR。图中采用时间延迟去除电直流分量构成判据,使其能够实现区分本极故障与对极故障的功能。
图10 行波保护电流判据计算
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