特高压线路故障联动串补重投功能投退方法浅析

阐述了特高压长南Ⅰ线、南荆Ⅰ线断路器重合闸投退后,长治站、南阳站线路故障联动串补重投功能不会自动投退,人工投退该功能需要轮退2套串补控制保护,不仅要操作硬压板76次,还要操作软压板4次,操作流程繁琐,增大了误操作的可能性,且串补控制保护退出也存在一定的安全风险。对特高压串补装置的结构和线路故障联动串补重投功能进行了介绍,分析了特高压线路故障联动串补重投功能投退方法。     

500kV串补设备MOV温度实时模拟与保护算法研究

串联补偿（简称串补）串补系统中金属氧化物限压器（MOV）温度的实时模拟是其正常工作以及串补重投的前提。根据简化的MOV热模型,采用数字式串补保护装置对MOV温度进行实时模拟,测量了实际MOV的温度特性,通过调整相关参数即可保证MOV实时模拟温度与实际MOV温度吻合并有一定的裕度。结果表明,MOV实时模拟算法能够为MOV温度保护提供可靠的依据。     

超（特）高压串联补偿控制保护系统与线路保护接口方案

超高压串联补偿（以下简称串补）装置在国内应用时间相对较短,在实践中其与线路保护接口策略方面暴露出的一些问题值得改进。结合超（特）高压电网现状,探讨串补自动重投与线路重合闸配合方案。针对某特高压变电站高压电抗器保护和失灵保护不能退出本站串补装置问题,提出断路器操作箱三相跳闸接点启动退出串补方案和线路保护收远传开关量输入信号启动退出串补方案;并针对目前存在的串补热备用时线路单相瞬时故障串补自动重投问题,提出将线路过电压远传功能集成于线路保护装置的构想,引入全新的“线路失灵”保护理念,并提出一种全新的串补型线路保护方案。     

一起串补MOV的故障分析

对一起串补MOV设备在运行过程中发生的故障进行了分析。对串补MOV进行外观检查、电气试验,分析了MOV的设计要求,分析了故障录波,开展了故障仿真分析,发现某支MOV在区外故障时发生故障,导致了电容器组对故障MOV放电,MOV过电流保护动作,而GAP拒触发保护动作。针对此次故障提出不可随意更换单支MOV,及早整组更换运行年限久、性能裂化的MOV设备,以提高设备的运行可靠性。     

基于R-L模型的串补线路距离保护方案

针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案。以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型。利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置。若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置。该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

基于嵌入式操作系统的微机保护监控系统的研究

根据500 kV串补保护的功能,设计相应的检验方案。针对MOV保护的特殊性,给出MOV保护的检验方法：提出优化输出仿真波形的方法,达到保护动作的采样要求,提高MOV高电流保护测试的精度;提出一种基于电气量的算法准确反映MOV的能量变化,结合特性曲线将作为动作判断依据的MOV温度通过仿真电流表示,在规定时间内满足温度保护动作要求,并自动计算理论温度和温升作为判断保护动作正确性的依据。实现串补保护性能的现场检验,提高串补装置运行的可靠性。     

500 kV串补保护检验方法的设计

根据500kV串补保护的功能,设计相应的检验方案.针对MOV保护的特殊性,给出MOV保护的检验方法:提出优化输出仿真波形的方法,达到保护动作的采样要求,提高MOV高电流保护测试的精度;提出一种基于电气量的算法准确反 .映MOV的能量变化,结合特性曲线将作为动作判断依据的MOV温度通过仿真电流表示,在规定时间内满足温度保护动作要求,并自动计算理论温度和温升作为判断保护动作正确性的依据.实现串补保护性能的现场检验,提高串补装置运行的可靠性.     

500kV串补MOV短时工频电压耐受能力试验研究

针对南方电网中串补MOV故障频发的现象,基于串补输电系统区内故障工况,设计了串补MOV短时工频耐受试验方案,并搭建了MOV工频电压耐受试验回路,开展了8支MOV试品的工频电压耐受试验。试验结果证明,单支MOV具有较强的工频能量吸收能力,MOV间隔数分钟可承受多次负载作用;在高工频电压应力和热应力下,随着耐受时间的增加,MOV电阻阀片温度迅速升高,电阻片柱侧面绝缘的耐受能力降低,从而导致MOV电阻片柱沿面闪络发生。     

冯屯500kV可控串联补偿MOV压力释放事件分析

针对冯屯500kV可控串联补偿(以下简称串补)站区内,瞬时性单相接地故障中的金属氧化物限压器(MOV)压力释放问题,结合伊冯甲线可控串补保护动作和录波数据,通过故障现场勘查、设备返厂解体、元件试验检测分析,发现MOV的事故动作原因是MOV阀片在工频过电压下发生沿面闪络,导致MOV压力释放动作。根据阀片的特殊性,加强现场安装管理,开展MOV阀片釉层的绝缘的研究及不建议新备用单只MOV设备与已运行9年的老MOV设备混用,最后提出了冯屯串补站MOV设备备件配备设计方案。     

1000kV特高压固定串联补偿装置关键元件工作条件研究

基于长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程,利用电磁暂态程序(EMTP),研究了区外和区内故障时,1 000 kV特高压串补关键元件工作条件。研究首次提出:采用金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)-并联间隙组合作为特高压串补的过电压保护措施;区外故障时仅由MOV限制电容器的过电压,间隙不动作;区内故障时,火花间隙及旁路开关可以动作,从而将电容器和MOV旁路;特高压串补过电压保护水平为2.3 pu;长南I线和南荆I线串补MOV的最大能耗水平分别为57 MJ/相和45 MJ/相;采用"电抗器+MOV串电阻"型阻尼回路作为串补电容器的放电阻尼装置,电容器放电回路的自振频率约为300 Hz;短路期间,特高压串补火花间隙和旁路开关最大放电电流为153 kA。     

串补高压输电线路故障位置识别新方法

基于小波分析理论,提出了一种串补高压输电线路相对于串补电容的故障点位置识别方法。通过仿真采集输电线路不同位置故障时的双端故障电流,应用小波分析对故障电流的奇异性进行分析,对比各频段小波分解系数的奇异性变化规律,寻找出一种可以用于识别相对于串补电容位置的故障点特征量。该方法仅利用MOV导通前的一段时间的电流信号,避开了MOV导通后串补电容上电压难以获得的问题。大量PSCAD/EMTDC仿真表明,该方法简单,运行速度快,准确率高,不受电压等级、串补度、故障类型、故障距离、过渡电阻、故障起始时刻等随机因素的影响。     

基于频域模型识别的串补线路保护方案

为解决目前带串补线路的距离保护可靠性和灵敏性不足的问题,提出一种基于频域模型识别的带串补线路的距离保护方案。利用最小二乘矩阵束方法,准确获取电力系统故障暂态过程中各频点的电压电流相量,通过列写基于分布参数的输电线路端口电压方程,构建串补输电线路全频带模型误差函数。利用全频带误差模型和工频量故障定位结果,识别故障点相对于串补电容的位置,若故障位于串补电容前,则直接驱动断路器跳闸;若故障位于串补电容后,则根据传统的电平检测逻辑动作。该方法仅利用单端量电气量,不受串补电容器和金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)(或称限压电阻)的影响,提高了串补输电线路单端量保护的性能。仿真结果验证了该方法的有效性和实用性。     

基于串补线路出串运行的保护配合方法

为解决短路电流越限问题，四川电网常采用线路出串运行方式，带串补线路出串运行时，延伸侧线路发生故障会对串补系统造成冲击损害，同时串补电容器组的存在可能导致线路跳闸时线路潜供电流和暂态恢复电压超过原有水平，导致线路跳闸后断口发生重击穿、重合闸失败、故障切除推迟甚至导致断路器的损坏。文中提出一种带串补线路出串运行的保护配合方法，在带串补线路侧加装远跳装置接收延伸线路跳闸命令，实现延伸线路联跳串补功能，解决延伸线路跳闸后串补电容导致潜供电流和暂态恢复电压增大的问题，同时避免了电容器组遭受冲击损害。现场试验表明，在延伸侧单相瞬时故障时，可正确快速旁路串补，并在线路重合后重投串补；在延伸侧相间故障时，三相旁路串补，满足工程应用。研究成果可解决串补线路出串运行的保护适应性问题。     

基于RVM和阻抗法对串联电容补偿输电线路的故障定位

在串补输电线路(SCCTL)中通常采用金属氧化物变阻器(Metal-Oxide Varistor,MOV)对串补装置中的电容做主保护,而MOV具有典型的非线性特征,给串补输电线路的故障定位带来难题。基于此,提出一种新的接地故障定位方法,首先对接地故障进行分类识别,再针对不同故障类型用阻抗法进行故障定位,将SCCTL相对于串补装置分为两个区域,并对应采用两个子算法对故障进行定位,无需附加程序对子算法的计算结果进行伪根判别。该阻抗法不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性特征的影响。最后在PSCAD/EMTDC仿真软件中建立一500kV的串补输电线路模型,用MATLAB实现故障定位算法,仿真结果验证了此方法具有较高的定位精度。     

基于双端电气量的串补线路故障测距新算法

目前带串补装置的高压线路进行双端测距时需要进行真伪根判断,对此提出了一种基于双端电气量的串补线路故障测距新算法。分别建立串补电容两侧的线路故障模型,在发生故障后,首先识别2个模型的参数,然后计算2个模型的误差来判断故障点相对串补电容的位置,再利用相应模型的参数进行故障测距。该算法不需判断真伪根,有利于快速准确地定位故障。EMTP仿真结果显示,所提算法不受金属氧化物压敏电阻(MOV)、系统阻抗、故障类型和故障位置的影响,测距误差都在0.6%以内。     

RTDS串补模型参数校正及仿真测试

串补线路近端发生单相经过渡电阻短路故障时,线路两侧故障电流可能反向,纵联电流差动保护存在拒动的风险。分析了不同故障类型对串补线路纵联电流差动保护的影响,通过实测MOV参数并提取短路故障故录数据,对RTDS串补模型MOV参数进行了校正,确保了仿真模型的正确性。根据实际线路实测参数和网架结构搭建了RTDS检测环境及模型,并对国内主流线路保护厂家含串补功能线路保护进行了仿真测试。     

基于分布参数模型的串补线路故障测距方法研究

在分析串补电容的基础上，提供了判断MOV是否启动的原则和方法，指出目前串补线路故障测距中的一些错误做法，针对中部安装串补电容线路，提出了一种采用贝杰龙（Bergeron）分布参数线路模型、使用双端同步采样数据进行故障定位的新方法，该方法考虑了MOV的非线性，理论上测距精度不受过滤电阻大小与性质和故障位置等因素的影响，大量仿真表明，该方法有很高的测距精度。     

基于小波变换的行波故障定位法在串补输电线路中的应用

串联电容补偿线路的故障测距和继电保护是一个比较困难的问题.困难之处不在于串补电容本身,而在于与之并联的MOV的动作特性.由于串补电容和MOV一起组成了一个非线性电路,故难以建立其在故障发生时的精确模型.作者将基于连续小波变换的行波定位法应用于串补输电线故障测距,分析了MOV对行波定位法的影响,并进行了大量的仿真.该方法不依赖串补装置的模型,不受MOV非线性特性的影响,具有较高的定位精度,且不受故障类型与接地阻抗的影响.EMTP仿真结果证实了该方法的有效性.     

基于分布参数模型的串联补偿双回线单线故障定位算法

对于装设串联补偿(串补)装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(MOV)的非线性特征,使得串补线路无法直接使用常规的输电线路故障测距方法。为此,提出了一种基于分布参数模型的串补双回线故障定位算法。按照故障点相对于串补的位置分为两个子算法,利用从本端、对端推算得到的故障点处电压相等的特点,消去串补装置近故障一侧的电压,结合故障点处过渡电阻的纯电阻性和故障序网边界条件,构造故障定位函数。该方法不依赖串补装置模型,不受MOV非线性的影响,无需预知串补装置相对于故障的位置,同时不存在伪根判别问题。EMTDC/PSCAD和MATLAB仿真结果计算验证了该方法的正确性。     

串联补偿型故障电流限制器应用研究

随着电网规模和电力需求的不断增大,控制电网的短路电流水平已成为急需解决的问题。文章提出了一种具有串补功能的故障电流限制器,由电容器、电力电子器件控制的旁路电感、串联电感等组成。该装置在系统正常运行时可调节输电线路等效电抗值,提高系统传输能力;系统故障后,可以快速投入旁路电感限制短路电流。以2017年安徽省电网规划运行数据为基础,研究了故障电流限制器在短路电流超标的变电站中的应用点,搭建了仿真模型,仿真结果表明该装置可有效地抑制短路电流,缓解故障引起的电压暂降问题。