故障电流限制技术及其新进展

负荷中心大电源的投入和系统互联都会大大增加系统的短路电流。如果短路电流超标,则相应设备必须更换,这既需要昂贵的费用也需要较长的工期。故障电流限制器提供了另外一种解决方案。文章首先综述应用于中高压领域的故障电流限制技术;然后介绍成熟的和正在研究的比较有代表性的故障电流限制器,并重点突出基于晶闸管保护型串补的短路电流限制器;最后介绍华东500kV电网故障电流限制器示范工程,给出该工程采用的主电路和过电压保护措施,并展望故障电流限制器的发展方向。

华东500kV电网串联谐振型故障电流限制器的保护配置

采用串联谐振型故障电流限制器(fault current limiter,FCL)是解决超高压电网短路电流超标问题的一种新技术手段。文章介绍了华东500kV电网FCL示范工程的选址和主要参数设计等基本情况,阐述了基于晶闸管保护串联电容器(TPSC)技术的FCL的基本原理和主体结构,以及FCL控制保护样机的系统结构和主要功能,详细描述了样机所采用的各类保护配置,并分析了FCL对系统继电保护的影响。对保护配置中最具代表性的线路过电流瞬时保护和金属氧化物限压器(MOV)过电流保护试验数据进行了分析,验证了FCL控制保护样机保护配置的合理性和实用性。

广东电网短路电流超标问题及对策

短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素。分析了广东电网500 kV母线和220 kV母线的短路电流超标特性及原因,并针对不同的情况提出了对短路电流的控制措施,诸如配电装置改造、分层分区供电、关键线路加装基于晶闸管保护型串联补偿(TPSC)技术的短路电流限制器、主变压器中性点加装小电抗等。

带可控串补和可调电抗器输电线路纵联保护新原理

提出了一种适用于带可控串补和可调电抗器输电线路的故障分量综合阻抗纵联线路保护新原理.利用故障时线路两端故障分量电压相量和与故障分量电流相量和的比值,来判断线路上是否发生了故障.在外部故障时,该比值反映输电线路上的容抗,其模值较大,内部故障时,该比值反映系统电源阻抗和线路阻抗,其模值相对较小,据此可以区分线路上的内部和外部故障.新原理易整定,本身具有选相能力,不受电容电流的影响,不受可控串补电容以及可调电抗器的影响,耐受过渡电阻能力强.利用中国电力科学研究院西北750 kV系统动模系统参数验证了原理的有效性.

220kV成碧可控串补装置的保护配置

我国第一套国产化可控串补(TCSC)装置于2004 年12月22日在甘肃省陇南电力局220kV成碧线成功投入运行,该装置的控制与保护系统由中国电力科学研究院自主研发。文章在简要介绍TCSC基本原理及运行模式的基础上阐述了该套装置的保护配置,并说明了在现场进行人工接地短路试验时保护动作的情况。

特高压串补控制保护系统若干逻辑改进方案

1 000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程串补工程一、二次系统均为世界首台首套应用,现场暴露出的控制保护系统若干问题亟需改进。为此,分析了目前线路断路器失灵保护和高抗保护不能退本站串补问题,提出两保护增加退串补逻辑和线路保护收本站远传增加就地跳闸功能,指出线路保护联跳逻辑有时不能退本站串补问题,提出联跳逻辑退本站串补方案,指出串补自动重投逻辑和功能不合理,参照线路重合闸功能提出改进方案,分析了目前线路保护分相联动串补回路不能满足运行方式变化需求,提出线路保护单相跳闸沟通串补三相合闸回路改进方案,给出串补旁路断路器失灵保护判据改进意见。

可控串联补偿电容器的过电压保护

以补偿度取３６％ （其中２４％ 不可控、１２％ 可控）的伊敏－ 冯屯５００ ｋＶ 超高压输电系统为例，研究了以电容器电压为同步信号时可控串联补偿（ＴＣＳＣ）系统的内、外部故障、重合闸、电容重投时的过电压问题．提出了采用常规串补和可控串补相结合的补偿方案时ＴＣＳＣ装置过电压保护的参数整定原则：即以重合闸情况确定可控串补模块中氧化锌非线性电阻（ＭＯＶ）的整定参数，以外部故障确定固定串补模块中ＭＯＶ 的整定参数，最后以内部故障较核ＭＯＶ 的能量容量．讨论了重合闸和电容器重投时可采取的控制策略．

基于小波包变换的暂态保护在带TCSC输电线路中的应用

可控串补技术(TCSC)是柔性交流输电(FACTS)技术中的一项重要技术。本文分析了TCSC装置自身的特点和对传统线路保护的影响,提出了一种基于小波包变换的暂态保护新方案。该方案利用小波包变换来提取暂态信号中的多个频段的谱能量来实现区内外故障的识别。Matlab仿真结果表明,该方案应用于TCSC输电线路在各种故障条件下是可行的。

贺州变电站串联补偿工程电气二次设计综述

文中介绍了贺州变电站串联补偿工程(简称贺州变串补工程)的建设规模和控制、保护及测量等电气二次系统的设计思路与实现方式。重点阐述了贺州变串补工程设计、设备选型和工程实施中遇到的设备布置、控制保护系统组网结构、保护配置、测量系统的实现、供能方式的选择等关键难点问题及改进方案,以供其它高压串补工程参考。

用于串联电容器组快速保护的可控多级火花间隙

为提高串联电容器组快速保护装置的可靠性,开发了一种新型的可控火花间隙—Tesla变压器驱动的与频率相关的多级火花间隙。与现有3电极间隙依靠运行电压触发的工作原理不同,这种新型间隙的可靠快速动作完全不受它承受的运行电压的影响。利用多级间隙与Tesla变压器试验样机对新型可控间隙的动作过程、可靠动作概率和动作时间等动作特性进行了试验研究。研究结果表明:通过合理设置参数,新型可控间隙的工频耐受电压可以达到串联电容器组工作电压的10倍以上,确保不会误动作,而选取动作阈值电压足够高就可以保证保护装置具有极高的动作概率,消除拒动,具有极高的可靠性;新型保护系统动作时间≤20μs,具有很高的动作速度。

南方电网天平可控串联补偿装置

我国第1个500 kV可控串联电容补偿装置--南方电网平果串补站,于2003年7月建成投产。 本文着重介绍其在南方电网西电东送中的作用、串补的主要参数、基本控制原理及其过电压保护策略。天平可控串补为我国可控串补及串补的研究、设计和运行提供了宝贵的经验,起到了示范作用。

平果可控串补工程电气二次系统及相关问题介绍

介绍了平果可控串补工程控制、保护及测量等电气二次系统的设计与实现,并阐述了平果串补装置设计、设备和工程实施中出现的相关问题及改进方式,同时阐述了串补装置电容对线路保护、断路器暂态恢复电压和潜供电流的影响及解决方案,以供其它串补工程参考。

伊冯串补装置典型故障原因分析及处理措施

针对500 k V伊敏—冯屯串补电容器补偿装置(简称伊冯串补)运行过程中出现的故障,如阀基电子设备VBE电源板故障导致旁路断路器合闸、次同步谐振SSR保护误动作、断路器三相不一致保护动作、金属氧化物限压器MOV保护动作造成旁路断路器合闸等故障,根据伊冯串补的原理和结构特殊性,结合伊冯串补保护动作和录波数据,分析故障产生的原因,通过更换故障元件、优化保护程序、修改保护动作逻辑、加强设备制造工艺和设备维护等措施,提高了串补的抗干扰能力和运行稳定性,现场运行情况表明:采取的改进措施会使伊冯串补存在的隐患得到根本性消除,同时证明了防范措施的正确性和有效性。

基于快速开关的配网串补装置保护策略研究

随着配电网规模的不断扩大,电网向广大边远地区延伸,中高压配网的电压质量问题逐渐显现出来。串联电容器补偿的应用可以有效地提升配网末端负荷的电压,达到改善电压质量的作用。同时,针对配网串补电容器本体的保护也成为研究的重点,这就要求保护控制装置能够将及时发现故障并快速退出电容器。以解决配网串补电容器的快速保护与控制为目的,对基于快速开关的配网串补保护控制进行研究,根据各部分元件的特点制定快速开关型配网串补的保护方案,包括电容器保护和MOV保护。

可控串补保护控制系统的设计

TCSC是FACTS家族中一名重要成员,其使用使串联补偿具有更大的灵活性与实用性。在TCSC基本原理及运行模式的基础上对该套装置的保护和控制系统进行了配置和设计。详细分析了可控串补中电容器、金属氧化物可变电阻(MOV)、晶闸管阀、火花放电间隙、平台、旁路断路器、冷却系统等设备的保护原理,阐述了各保护的功能及其作用。另外,还简单分析总结了TCSC本体保护对输电线路保护的影响,并针对实际工程中可控串补保护系统在调试及试运行期间发现的问题提出了相应的改进措施。最后,给出了TCSC保护控制系统的动作过程及通信流程的描述。

500kV线路单相瞬时性接地故障串补重投不一致的保护动作分析

针对某500kV带有串补装置线路瞬时性单相接地故障过程中的零序后加速保护动作,重合不成功,依据相关重合闸后加速原理及串补装置结构的特殊性,结合保护动作、录波数据和SOE记录,分析了造成重合闸误动原因,进而深入分析可控串补装置及固定串补装置重投动作行为的不一致原因,同时对串补装置重控制投逻辑更加明晰。在此基础上,提出了优化保护控制程序、修改保护动作逻辑,调整保护定值等解决的建议,为设计与运行中串补站保护配置和运维的借鉴经验。

基于快速开关的配电网串联补偿装置保护策略分析

随着我国经济水平的不断提高以及科学技术的发展,人们在用电方面的需求越来越高,因此配电网的规模也在不断扩大.目前我国的电网几乎延伸到中国的各个区域,就连一些边缘地区也安装了配电网.但是随着规模的不断扩大,中高压配网的电压质量等多种问题逐渐显现出来.要想有效地对电压的质量进行改善,可以通过串联电容器补偿的方式来进行,该方式能够对配网末端负荷的电压进行有效的提升.在此背景下人们逐渐加强了对于配网串补电容器本体保护方法的研究.而配网串补电容器本体保护的方法要求保护控制装置在运行过程当中,一旦出现故障之后,工作人员能够及时地发现并快速退出电容器.本文主要针对快速开关的配网串补保护控制进行研究,并在此基础上根据各个软件的特点,制定出科学合理的快速开关配网串补保护方案,保护的内容主要包括电容器的保护以及非线性电阻的保护.希望本文所分析的内容能够为解决配网全部电容器的快速保护与控制提供参考.

超高压电网故障电流限制器在电网中的应用评价

随着电网的发展,短路电流超标成为限制电网发展的瓶颈。采用串联谐振型故障电流限制器正常运行时对电网没有影响,而在电网故障时,可以快速启动,将系统短路电流限制到安全数值以下。描述了安装在瓶窑-仁和线路上的我国首套故障电流限制器的原理、结构及实际系统人工短路试验情况,分析了其性能及动作结果,并提出了改进建议。