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。

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。

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。

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。

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。

适用于大电网机电暂态仿真的高压SCCL模型研究

借助PSASP电力系统仿真软件的自定义模型建立了一个适用于大电网机电暂态仿真的高压短路电流限制器(SCCL)模型。简要介绍了SCCL的结构和工作原理;描述了模型的构建方法,该模型通过比较线路电流以及线路电流变化率与短路电流阈值的大小,来决定晶闸管保护型的串联补偿装置(TPSC)的投入与退出继而控制电容器(可控部分)的容抗值大小;通过一个4机11节点系统的数值仿真算例证明该模型的有效性。在一个实际华东系统算例中,分析了SCCL不同电抗值参数时的短路电流限制效果以及对系统暂态稳定性的影响,提出应用于线路的SCCL的电抗值选取不但要考虑预期的短路电流限制程度指标,还应计及线路串补度的限制。

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。

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。

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。