DC line fault protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components for whole process of failure

HOU Junjie; SONG Guobing; CHANG Zhongxue; ZHANG Chenhao; YIN Lishuai; HAN Wei

doi:10.16081／j.epae.201909046

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DC line fault protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components for whole process of failure

Protection Technology in AC/DC Hybrid Power Grid | 更新时间：2026-06-30

- DC line fault protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components for whole process of failure
- Electric Power Automation Equipment Vol. 39, Issue 9, Pages: 11-19(2019)
- 作者机构：
  
  1.西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049
  2.国网河南省电力公司科学研究院，河南郑州 450000
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.16081／j.epae.201909046
  CLC： TM 77
- Received：16 May 2019，
  
  Revised：2019-08-14，
  
  Published：10 September 2019
- 稿件说明：
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侯俊杰,宋国兵,常仲学等.基于故障分量差动电流极性特征的直流线路故障全过程保护原理[J].电力自动化设备,2019,39(09):11-19.

HOU Junjie,SONG Guobing,CHANG Zhongxue,et al.DC line fault protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components for whole process of failure[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):11-19.
侯俊杰,宋国兵,常仲学等.基于故障分量差动电流极性特征的直流线路故障全过程保护原理[J].电力自动化设备,2019,39(09):11-19. DOI： 10.16081／j.epae.201909046.

HOU Junjie,SONG Guobing,CHANG Zhongxue,et al.DC line fault protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components for whole process of failure[J].Electric Power Automation Equipment,2019,39(09):11-19. DOI： 10.16081／j.epae.201909046.

摘要

为了提高直流线路保护的可靠性，需要研究能够在故障暂态和稳态过程中均可识别故障的后备保护原理。提出了基于故障分量差动电流极性特征的故障全过程差动保护原理。通过对故障暂态阶段（换流器未响应阶段、换流器动态调节阶段）及故障稳态阶段的电流故障分量特征进行分析，得出故障全过程中整流和逆变侧故障分量差值在区内故障时满足正极性特征而区外故障时不满足的结论，建立面向故障全过程的差动保护判据。仿真结果表明了该判据在各种工况条件下的正确性，受交流系统故障特征谐波影响小，具有较强的抗过渡电阻性能和抗干扰能力。

Abstract

In order to improve the reliability of DC line protection，it is necessary to study the principle of back-up protection that can distinguish faults in both steady and transient state processes. A differential protection principle based on polarity characteristics of differential current of fault components is proposed for the whole process of failure. By analyzing the characteristics of the current fault components in transient stage，i.e. the non-response stage and the dynamic regulation stage of converter，and the steady-state stage of faults，it is found that in the whole process of failure，the difference of the fault components between rectifier and inverter side satisfies the positive polarity characteristics in internal fault while not sa-tisfies the positive polarity characteristics in external fault. The differential protection criteria for the whole process of failure are established. Simulative results show that the criteria can operate correctly under various working conditions，and is less affected by the harmonics of fault characteristics of AC system with strong anti-transition-resistance ability and anti-interference ability.

关键词

Keywords

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