DL／T 2249-2021  柔性直流输电系统保护整定技术规程

min一一阀侧金属性短路时流过保护的最小短路电流。 动作段作为保护区域内严重故障的后备保护，整定参考值取基准值的1.2～1.5倍，基准值取交流 连接线额定电流，灵敏系数应大于1.3。动作时间根据设备过流耐受时间整定。

5.1.3启动电阻过负荷保护

启动电阻过负荷保护主要在换流器充电过程中为启动电阻提供保护设备标准，防止启动电阻上长期流过大 电流而烧毁。保护利用电阻的反时限特性曲线，通过对电阻上功率消耗与其热时间常数进行积分（积

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分值代表了电阻的热特性），来模拟电阻的温升。 电阻通过电流和运行时间t计算公式如公式（6）所示

一电阻散热时间常数； 1电阻持续通流能力； I——流过电阻的电流有效值。 启动电阻过负荷保护通常定值由电阻器厂家提供。

5.1.4启动电阻过流保

启动电阻过流保护主要在换流器充电过程中为启动电阻提供保护，防正启动电阻上长期流过大电 流而烧毁。 保护判据按公式（7）计算：

1(2）m 一一启动过程中流过电阻的最小电流。 充电瞬间相当于交流阀侧短路，流过电阻的充电电流达到峰值，且启动时峰值持续时间较短。 时按躲过最大启动时间整定，并根据电阻的一次参数进行校核。

5.1.5阀侧零序过压保护

检测换流变压器阀侧是否发 对地电压作为判据。 保护判据按公式（9）和按公式（ 10 计算，两个判据为与逻辑

IUvA+Uv+Uvcl≥Uo.set min(|Uv I,/Uve l,|Uve

UvA、UvB、Uvc——换流变压器阀侧A、B、C三相电压； U o.st 零序电压定值； Uvset 一相电压定值。 其中零序电压定值由公式（11）和公式（12）得到： Uadtmin>3K,Uv.No

Ker 测量误差，推荐取0.1； 阀侧额定电压。

Krel—可靠系数，推荐取0.6~0.7; Uo.max 一单相接地产生的最大零序电压。 定值选取范围：Uosetmin

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O oset max

Krel—可靠系数，推荐取0.6～0.7; Uo.mx—单相接地产生的最大零序电压。 定值选取范围：Uosetmin

5.1.6中性点电阻过负荷保护

中性点电阻过负荷保护适用于对称单极结构，主要为换流变压器阀侧中性点的电阻提供保护，防 止直流系统发生接地故障或阀侧电压不平衡是引起中性点电阻流过的电流过大而烧毁。保护利用电阻 的反时限特性曲线，通过对电阻上功率消耗与其热时间常数进行积分（积分值代表了电阻的热特性）， 来模拟电阻的温升。 电阻通过电流和运行时间t计算公式如式（13）所示：

电阻散热时间常数； I. 电阻持续通流能力； Ie 一流过电阻的电流有效值。 中性点电阻过负荷保护定值由电阻器厂家根据电阻的一次参数给出

5.1.7阀侧中性点过流保护

阀侧中性点过流保护适用于对称单极结构，作为直流系统（含连接线区、换流器区以及直流极 区）发生接地故障的后备保护。 保护判据按公式（14）计算：

IG换流变阀侧中性点电流； Iset电流定值。 电流定值按躲过各种工况下交流系统故障时流过换流变阀侧中性点的最大电流进行整定，并在发 生区内单相金属性接地时对保护的灵敏度进行校验。 电流定值可由公式（15）计算：

Krel—可靠系数，推荐取1.2; K，—返回系数，推荐取0.95; Im—交流系统故障时流过换流变压器阀侧的最大电流。 保护的灵敏系数可按公式（16）校验：

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式中： 保护区内发生单相（单极）金属性接地故障时流过换流变阀侧中性点的最小短路电流。 灵敏系数应大于1.3。 动作延时按作为直流系统接地故障的后备保护，同时按照设备耐受能力整定。

5.2.1桥臂差动保护

桥臂接地故障的主保护，以桥臂电流以及直流极电流作为动作判据。 上桥臂差动保护判据按公式（17）计算：

下桥臂差动保护判据按公式（18）计算：

式中： ioPA、ipPVibPC 上桥臂A、B、C三相电流； ibNA、ibNBVbNC 下桥臂A、B、C三相电流； 正极直流电流； ia 一负极直流电流； I 制动电流； Iset 保护启动定值； K 一比例系数。 保护启动定值可由公式（19）计算得出： Iset=KreKr. （19） 式中： K可靠系数； K。测量设备百分比误差，推荐取0.1； I一一换流器桥臂额定电流。 桥臂差动保护通常设置慢速段和速动段。 慢速段启动值按躲过区外最严重故障时测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取基准值的 1～0.3倍，基准值取换流器桥臂额定电流；慢速段动作时间考虑保护设备耐受能力，可靠系数推荐取 31.5。 速动段按照小方式下保护区域内发生严重故障，灵敏度不小于1.3

Kl一可靠系数； K。—测量设备百分比误差，推荐取0.1； I。一换流器桥臂额定电流。 桥臂差动保护通常设置慢速段和速动段。 慢速段启动值按躲过区外最严重故障时测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取 0.1～0.3倍，基准值取换流器桥臂额定电流；慢速段动作时间考虑保护设备耐受能力，可靠系 1.3~1.5。 速动段按照小方式下保护区域内发生严重故障，灵敏度不小于1.3

5.2.2桥臂过流保护

检测换流器的接地、短路故障以及换流阀器过载，以上下桥臂电流作为动作判据。 保护判据按公式（20）计算：

电流定值可由公式（21）计算：

式中： Krel可靠系数; K，—返回系数，取0.95; I——换流器桥臂额定电流。 保护的灵敏系数可按公式（22）校验：

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I(2桥臂两相金属线短路时流过保护的最小短路电流。 灵敏系数应大于1.3。 动作1段，考和换流器的过流能力相配合，整定参考值推荐基准值的1.05倍～1.1倍（可选 配），基准值取换流器桥臂额定电流； 动作2段，考虑作为系统小方式下换流器发生接地、相间短路故障的后备，可靠系数推荐取1.1， 整定参考值推荐基准值的1.2倍1.5倍，基准值取换流器桥臂额定电流；动作时间的整定需考虑换流 阀的过流能力进行整定； 动作3段，高灵敏快速段，考虑和阀控的暂时性闭锁功能进行配合，作为阀本体过流保护的后备 段。定值根据换流阀的过流能力整定。

5.2.3桥臂电抗器差动保护

启动回路到上（下）桥臂电流测点区域发生故障时的主保护，以启动回路电流以及桥臂电流 乍判据。保护判据按公式（23）分相计算：

I.I. Ib. ma.(I.... .

式中： ic一启动回路三相电流； ip一一上桥臂三相电流； ibN一下桥臂三相电流； Ie制动电流； st保护启动定值； Kst比例系数。 保护启动定值可由公式（24）计算得出： Iet=KreKerI. （24 式中： Krel—可靠系数，取1.3~1.5; K。一测量设备百分比误差，推荐取0.1： I一换流器桥臂额定电流。 桥臂电抗器差动保护通常设置慢速段和速动段。 慢速段启动值按躲过区外最严重故障时测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取基准值的 1～0.3倍，基准值取换流器桥臂额定电流；慢速段动作时间考虑保护设备耐受能力，可靠系数推荐取 3~1.5。

set=KrelKer, 24 式中： Krel—可靠系数，取1.3~1.5; K。一测量设备百分比误差，推荐取0.1： I一换流器桥臂额定电流。 桥臂电抗器差动保护通常设置慢速段和速动段。 慢速段启动值按躲过区外最严重故障时测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取基准值的 0.1～0.3倍，基准值取换流器桥臂额定电流；慢速段动作时间考虑保护设备耐受能力，可靠系数推荐取 1.31.5。

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速动段按照小方式下保护区域内发生严重故障，灵敏度不小于1.3。

5.2.4换流器差动保护

反映换流器接地故障、直流极接地等故障，以直流极电流作为动作判据。 保护判据按公式（25）计算

Iap Ian I ≥ max(Iset, Kset res)

式中： i一一正极直流电流； iaN一负极直流电流； 一制动电流； 保护启动定值； Kset—比例系数。 保护启动定值可由公式（26）计算得出： Iset=KrelKerIn (26) 式中： Krel—可靠系数，取1.3~1.5; K。—一测量设备百分比误差，推荐取0.1； I。一直流额定电流。 换流器差动保护通常设置慢速段和快速段。 慢速段按躲过区外最严重故障时两测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取基准值的0.1～0.3 倍，基准值取直流额定电流。慢速段考虑保护的可靠性，推荐取100ms300ms。 速动段按照小方式下保护区域内发生严重故障，针对对称双极结构，灵敏度不小于1.3。

Krel—可靠系数，取1.3~1.5; K。——测量设备百分比误差，推荐取0.1； I。一直流额定电流。 换流器差动保护通常设置慢速段和快速段。 慢速段按躲过区外最严重故障时两测量回路产生的最大不平衡电流考虑，推荐取基准值的 倍，基准值取直流额定电流。慢速段考虑保护的可靠性，推荐取100ms～300ms。 速动段按照小方式下保护区域内发生严重故障，针对对称双极结构，灵敏度不小于1.3。

5.3.1直流电压不平衡保折

Ud 直流正极电压； Ua 直流负极电压； Ua.set—直流电压不平衡保护定值。 保护电压定值U.可由公式（28）计算

式中： Kel 可靠系数，取1.1~1.15； Ke.max 测量设备最大百分比误差，推荐取0.1； Ud.max 直流最大不平衡电压。 保护定值躲过最大不平衡电压，推荐取基准值的0.4～0.6倍，基准值取直流额定电压，保护动作 时间与设备耐受能力配合。

5.3.2直流欠压过流保护

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检测对称单极直流系统的双极短路故障，或对称双极直流系统的极对地故障，可选配。 保护判据由公式（29）计算：

式中： Ua 直流正极电压： UaN 直流负极电压； Udst 直流欠压过流保护电压定值； Iap 直流正极电流； IaN 直流负极电流； 一一直流欠压过流保护电流定值。 保护电压定值U.可由公式（30）计算：

式中： Uap 直流正极电压： UaN 直流负极电压； Udst 直流欠压过流保护电压定值； Iap 直流正极电流； 一直流负极电流； 一直流欠压过流保护电流定值。 保护电压定值Udset可由公式（30）计算：

U dset = KreKer.maxU d.ma

I dset = KreK.Idma

Krel 可靠系数，取1.1～1.15； Id.mx—直流最大过负荷电流。 保护根据系统设计情况配置，通过仿真试验确定

5.3.3直流低电压保护

检测直流极对地短路故障、控制系统造成的电压异常，以及对称单极直流系统双极短路故障。由 直流极母线电压构成动作判据。当用于检测双极短路故障时，还应以辅助直流电流作为判据。 保护判据可由公式（32）和公式（33）计算：

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Ux.n一设备额定电压。 保护动作时间与直流控制系统特性配合，通过仿真试验确认。低电压I段作为控制系统失败的保 护，根据系统设计情况可选配，动作时间推荐5s～10s，IⅡI段作为接地故障后备保护，动作时间推荐 2S~5S。

5.3.4直流过电压保护

护直流设备免受过电压损环，由直流极线电压构成动作判据 民护判据可由公式（35）和公式（36）计算：

5.3.5直流过流保护

检测直流场出现过流的故障，可选配。 保护判据由公式（37）计算：

式中： Lanc—换流器低压端电流； Iset保护电流定值。 保护定值与设备过负荷能力配合。

Lanc——换流器低压端电流； Iset保护电流定值。 保护定值与设备过负荷能力配合。

5.3.6极母线差动保护

该保护用于检测直流线路电流互感器与换流器高压端电流互感器之间的接地故障。由直流线路电 流与换流器高压端电流构成动作判据。保护判据可由公式（38）计算：

式中： 极出口直流电流； 保护的启动定值整定计算：极母线差动保护区域内发生故障时，差动电流一般较大，启动定值可

以设置较大，最终启动定值由仿真试验确认，

5.3.7中性母线差动保护

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该保护检测中性母线电流互感器与换流器低压端电流互感器之间的接地故障。由中性母线电流与 换流器低压端电流构成动作判据。保护判据可由公式（40）计算：

式中： iaNc 换流器低压端电流； iANE 直流中性母线电流： Ires 中性母线制动电流； Iset 保护启动电流定值： Kst 比例系数。 保护可采用比例制动或无比例 温违段控舰过区外是亚重场

N.ma(ItK.. .

式中： iNC 换流器低压端电流； idNE 一直流中性母线电流； Ires 中性母线制动电流； Iget 一保护启动电流定值； K 一比例系数。 保护可采用比例制动或无比例制动，可分为两段。 慢速段按躲过区外最严重故障时测量回路产生的最大不平衡电流考虑，启动定值需低于系统运行 的最小定值。 速动段定值由仿真试验确认。

极差动保护用于检测直流线路电流互感器 与中性母线电流互感器之间的接地故障，是换流器 护的后备保护，有直流线路电流与中性母线电流构成动作判据。保护判据由公式（41）计算：

式中： 直流中性母线电流； Ie—制动电流； Kset一一比例系数。 极差动保护可分为两段： 快速段，作为换流器差动保护、极母线差动保护和中性母线差动保护快速段的后备保护，定 值与其配合； 慢速段，作为中性母线差动保护慢速段的后备保护，定值与其配合。 保护启动电流定值I可由公式（42）计算：

=KK.......

Krel可靠系数，取1.3~1.5； Ke—测量设备百分比误差，推荐取0.1; I.一一直流额定电流。 K的整定考虑躲过区外最严重故障时，两测量回路产生的最大不平衡电流。可由公式（43）计算：

Ke =K..KK.ut/Irsm (43

乳制品标准DL/T22492021

式中： Kel 可靠系数，取1.3~1.5； K 一测量设备同型系数； K 一测量设备百分比误差，推荐取0.1； Ifult 出一最大区外故障电流； Ires.max 一对应外部最大电流时的制动电流。 快速段，作为换流器差动保护、极母线差动保护和中性母线差动保护快速段的后备保护，定值与 其配合。 慢速段动作时间需躲过短时过负荷工况下的测量误差，速动段动作时间由仿真结果确定。 慢速段和速动段均需躲过换流器差动保护、直流极母线差动保护和中性母线差动保护动作时间。

5.3.9中性线开路保护

中性线开路保护用于检测中性母线电压，使中性母线设备免受中性线或接地极开路造成的过电 压。由中性母线电压构成动作判据。保护判据由公式（44）计算：

5.3.10中性母线开关（NBS）保护

中性母线开关失灵的保护，分两段。保护判据由公式（46）计算：

保护I段： INBS I段采用开关断口内部电流； INBS.Set 保护I段电流定值； 保护I段： INBS一 Ⅱ段采用直流中性线电流； INBS.set 一保护IⅡ段电流定值。 时间定值与中性母线开关操作时间配合，具体定值由开关生产厂家提供。

混凝土标准规范范本5.4.1双极中性线差动保护

检测双极中性母线上的直流电流互感器之间的接地故障。由极1、极2的中性母线电流、金属回线 电流、站内接地开关电流构成动作判据。保护判据可由公式（47）计算：