整定

故障特徵量指系統發生故障時，存在明顯變化趨勢，並且能夠快速反映故障特徵的電氣量。在交流輸電系統中，短路電流、短路電壓、零序電流、差動電流等均屬於故障特徵量。交流保護就是以這些故障特徵量為依據構成保護判據，並計算保護定值。這種交流保護整定方法主要適用於針對特定故障設立的保護，其突出特點是故障嚴重程度直接影響定值。

參考交流保護的整定方法，將故障特徵量應用於高壓直流輸電保護整定中，提出基於故障特徵量的整定流程。該整定流程適用於線路保護與差動類保護。

在高壓直流輸電系統中，典型的故障特徵量包括直流電壓幅值、直流電流、直流電壓變化率和差動電流等。保護分類中，線路保護與差動類保護是針對特定故障設置的保護。線路保護用於檢測直流輸電線路上發生的接地故障，通過測量直流線路電壓與直流線路電流構成判據；差動類保護用於檢測所在區域的接地故障，通過測量差動電流構成判據。

基於故障特徵量的整定流程中，影響因素分析與仿真條件制定是核心，主要研究方法為PSCAD/EMTDC 時域仿真。影響因素分析包括兩個方面，分析故障特徵量在同一類型故障期間的變化趨勢與歸納故障特徵量在不同類型故障下的變化規律。通過影響因素分析，找出影響保護定值的故障，確定這些故障的基本信息，如故障位置、接地電阻和系統運行方式等。依據故障對保護定值的影響程度制定仿真條件。一般嚴重故障對定值影響小，輕微故障對定值影響大，因此制定仿真條件時重點考慮輕微故障。由於直流系統非線性的特點，定值校驗不宜採用靈敏度係數計算等方法，可採用定值代入仿真模型，驗證動作情況的方法。保證區內故障正確動作，區外故障正確不動作即可。

根據影響因素分析確定的仿真條件具有通用性，即不同工程中同一種保護的整定可使用相同的仿真條件。因此，應用該整定流程對多個工程進行整定時，同一種保護的影響因素分析只需進行一次，減少了工作量，顯著提高整定效率 ^[1]  。

過負荷類保護屬於設備保護的一種，主要保護換流器、接地極和直流濾波器等一次設備免受過電流或過電壓造成的損傷。

過負荷類保護的定值由一次設備參數與設備耐受過負荷能力決定。因此，收集廠家提供的一次設備參數與設備耐過負荷能力對於過負荷類保護的整定尤為關鍵。過負荷類保護一般設置多段，以滿足各種保護配合要求，包括各過負荷保護間的配合與作為後備保護時，與對應主保護之間的配合。根據設備不同時間耐過負荷能力，按照反時限特性與各段保護設置目的分別整定各段定值。過負荷類保護的定值應能夠躲過高壓直流輸電系統運行中可能產生的擾動。特別是避免在交流系統擾動引發換相失敗時，保護誤動導致直流閉鎖。

由於過負荷類保護並不是用來檢測特定故障，因此校驗定值時不採用設置區內故障驗證保護能否正確動作的方法，而是驗證能否躲過區外故障造成的擾動。若無法躲過擾動，則根據故障錄波適當調整定值與延時設置。校驗無誤動後即可確定定值。

高壓直流輸電系統中的直流開關設備主要用於直流輸電系統運行方式的轉換、故障的清除，以及檢修隔離等目的。發出跳閘指令後，保護通過檢測流過開關設備的電流判斷開關是否跳閘失敗，電流大於定值且滿足延時要求時認定為跳閘失敗。在確認跳閘失敗後向開關設備發送重合閘指令以保護開關設備免受損傷。不同廠家生產的開關設備的特性不同，其定值整定也應靈活應對。

開關類保護整定過程中，定值整定主要以開關設備特性為依據，延時設置則以保護配合要求與開關操作時間為依據。收集開關設備參數是開關類保護整定的基礎，主要包括：開關開斷能力、開關承受開斷失敗能力、開關操作時間。由於開關設備具有轉換系統運行方式的特殊作用，還應考慮系統運行方式轉換時的開關動作順序，避免因定值與延時設置不合理導致的開關頻繁動作。開關類保護整定流程歸納如下：

（1）收集開關設備參數；

（2）依據開關開斷能力與承受開斷失敗能力整定定值；

（3）依據開關操作時間與保護配合要求整定保護延時；

（4）根據開關動作順序調整定值 ^[2]  。

其它類保護中，保護的目的與原理不同，且保護所處位置相對獨立，聯繫不密切，因此在整定過程中不僅要考慮共同點，還要考慮保護自身的特點。

這類保護多作為系統的後備保護，其共同點包括配合關係複雜、延時設置長和受控制系統影響等。保護配合關係與控制系統影響是決定其它類保護定值與延時設置的關鍵因素。在其他類保護中，部分保護需要與多個保護進行配合，整定過程不應遺漏，如直流低電壓保護需與行波保護、微分欠壓保護、線路差動保護等保護配合；部分保護只在特殊運行方式下投運，整定過程中考慮相應運行方式的影響即可，如換流變閥側中性點偏移保護僅在換流器閉鎖時投入。同時，保護還應能夠躲過各類區外故障造成的擾動，避免雙極閉鎖等嚴重事故的發生。其它類保護整定流程歸納如下：

（1）明確保護目的與保護原理；

（2）根據配合關係與投運情況整定定值；

（3）驗證保護能否躲過系統運行中的擾動 ^[3]  。