统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法技术

本发明专利技术公开了一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，通过在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置作为串联变压器阀侧充电的临时保护，利用串联变压器等值回路进行故障电流计算和保护定值整定，满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性；利用UPFC本体保护实现串并联变压器阀侧连接引线差动保护，实现引线故障时保护快速可靠动作切除电源；针对充电时串联变压器内部故障的情形，采用串变自身电气量、非电量保护配合UPFC本体保护联跳的串变充电保护功能，实现快速切断电源。本发明专利技术能够完成UPFC串联变压器充电启动过程中的综合保护功能，对于保证UPFC工程系统调试顺利、有效开展及工程顺利投运有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电力系统自动化
，具体涉及一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法。
技术介绍
统一潮流控制器(Unified Power Flow Controller，UPFC)是最新一代的FACTs装置，能够实现电网潮流的灵活控制。UPFC系统主要包括换流器、直流连接线以及串联变压器和并联变压器组成，串联换流器通过串联变压器接入输电线路，其系统结构及主要设备如图1所示。UPFC串联变压器与常规变压器相比有很大不同，其高压侧绕组采用III型接线方式，绕组首末端串接入线路中，低压侧采用星型或角型接法，与换流阀相联接。、在UPFC工程系统启动调试阶段，需要完成UPFC相关主设备充电及控制保护系统功能的带电检验，其中串联变压器及其相关设备的充电启动是关键环节之一。由于UPFC系统串联变压器接线方式及接入系统方式的特殊性，使其充电路径和调试方法有很大不同，需要采用串变阀侧和系统侧特殊充电投切的试验方法。针对串联变压器特殊的启动调试方法和充电路径，提出完善的临时保护配置方案及配合方式，以保证在启动试验过程中带电区域发生故障时，有可靠的快速保护系统来切断充电电源，保证设备和人员的安全，对于保证系统调试顺利、有效开展有重要的意义。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提出一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，分别针对串联变压器低压侧和高压侧充电投切的带电路径，进行临时保护配置、整定和配合。实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，包括以下步骤：步骤一、在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置来作为串联变压器阀侧充电的临时保护；步骤二、结合串联变压器启动的充电方式，得到各类故障时串联变压器等值回路，计算故障电流和整定保护定值，以满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性。所述步骤一中的过流保护装置设置为两段式过流保护配置，分别为：I段的速动段和II段的延时段；I段用于针对串联变压器低压侧充电时，快速清除并联变压器与串联变压器低压侧连接引线区的故障；II段为延时段，用于保证临时保护的保护范围能覆盖到所有充电方式下串联变压器高压侧，并通过保护定值和延时来躲避串联变压器低压侧充电时的励磁涌流。所述步骤二中，过流I段的整定保护定值为：Iset_1＝If_p1/Kk，t_1＝0.0s式中，If_p1为连接引线故障最小故障电流，Kk为可靠系数，t_1为延时；过流II段的整定保护定值为：Iset_2＝If_p2/Kk，t_2＝0.6s式中，If_p2为末端故障最小故障电流，Kk为可靠系数，t_2为延时。所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，还包括以下步骤：在配置临时过流保护装置的基础上，增加串联变压器阀侧充电时的连接引线差动保护，该差动保护中，并联变压器低压侧套管电流Ivt1及串联变压器低压侧套管电流Ivt2均接入统一潮流控制器本体保护中，构成差动保护，来保护充电时的引线区域。所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，还包括以下步骤：在串联变压器阀侧充电试验中，增加串联变压器保护动作联跳并联变压器阀侧开关的功能，针对充电时串联变压器内部故障的情形，当临时过流保护无法动作时，利用串联变压器本身的非电气量或电气量保护来识别此类故障，并通过联跳功能实现故障时串联变压器的有效旁路隔离，快速切断电源，分别通过以下两种方式实现该功能：A：在串联变压器本身的保护与并联变压器阀侧开关操作箱之间增加临时电缆接线，将串联变压器保护动作跳闸的备用接点接至并联变压器阀侧开关的跳闸回路，实现串联变压器保护动作后跳并联变压器阀侧开关的功能；B：在统一潮流控制器本体保护中增加一个充电保护功能，即统一潮流控制器本体接收到串联变压器保护的跳闸信号，经确认后跳并联变压器阀侧开关，实现电源切除。所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，还包括以下步骤：在串联变压器系统侧充电试验时，通过统一潮流控制器线路开关充电串联变压器，利用线路合环运行的线路功率进行串联变压保护相关电流互感器回路带负荷校验，采用线路保护和串变保护配合来清除故障。本专利技术的有益效果：本专利技术通过在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置来作为串联变压器阀侧充电的临时保护，该保护采用两段式配置，并考虑故障时串联变压器等值回路进行故障电流计算和保护定值整定，满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性。进一步地，本专利技术利用统一潮流控制器本体保护实现串并联变压器阀侧连接引线差动保护，实现引线故障时保护快速可靠动作切除电源；针对充电时串联变压器绕组匝间故障等，采用串变自身电气量、非电量保护配合统一潮流控制器本体保护联跳的串联变压器充电保护功能，实现故障时串联变压器的有效旁路隔离，并快速切断电源。最后，提出串联变压器系统侧充电时采用线路保护和串变保护配合来清除故障。附图说明图1为本专利技术一种实施例的UPFC系统结构及主要设备电路图。图2为本专利技术一种实施例的串联变压器低压侧充电前连接方式示意图。图3为本专利技术一种实施例的串联变压器系统侧隔离状态充电方式示意图。图4为本专利技术一种实施例的串联变压器系统侧带母线侧线路PT充电方式示意图。图5为本专利技术一种实施例的串联变压器阀侧充电时故障示意图。图6(a)为本专利技术一种实施例的串联串变系统侧靠母线侧故障时阀侧系统故障回路示意图。图6(b)为图6(a)的等值回路(正序)示意图。图7(a)为本专利技术一种实施例的串联变压器系统侧末端故障时故障点正序等值回路。图7(b)为本专利技术一种实施例的串联变压器系统侧末端故障时故障点负序等值回路。图7(c)为本专利技术一种实施例的串联变压器系统侧末端故障时故障点零序等值回路图8为本专利技术一种实施例的QF2合上后导致并联变压器阀侧引线发生三相短路示意图。图9为本专利技术一种实施例的临时过流保护和CPR充电保护功能配置示意图。图10串联变压器系统侧充电线路合环运行带电区域示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合附图对本专利技术的应用原理作详细的描述。一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，包括以下步骤：步骤一、在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置来作为串联变压器阀侧充电的临时保护；步骤二、结合串联变压器启动的充电方式，得到并基于各类故障时串联变压器等值回路，计算故障电流和整定保护定值，以满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性。所述步骤一中的过流保护装置设置为两段式过流保护配置，分别为：I段为速动段和II段为延时段；I段用于针对串联变压器低压侧充电时，快速清除并联变压器与串联变压器低压侧连接引线区的故障；II段为延时段，用于保证临时保护的保护范围能覆盖到所有充电方式下串联变压器高压侧，并通过保护定值和延时来躲避串联变压器低压侧充电时的励磁涌流。所述步骤二中，过流I段的整定保护定值为：Iset_1＝If_p1/Kk，t_1＝0.0s式中，If_p1为连接引线故障最小故障电流，Kk为可靠系数，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置来作为串联变压器阀侧充电的临时保护；步骤二、结合串联变压器启动的充电方式，得到各类故障时串联变压器等值回路，计算故障电流和整定保护定值，以满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性。

【技术特征摘要】
1.一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、在并联变压器阀侧开关配置不带方向的过流保护装置来作为串联变压器阀侧充电的临时保护；步骤二、结合串联变压器启动的充电方式，得到各类故障时串联变压器等值回路，计算故障电流和整定保护定值，以满足带电区域末端故障的灵敏度和联接引线故障时速动性。2.根据权利要求1所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，其特征在于：所述步骤一中的过流保护装置设置为两段式过流保护配置，分别为：I段的速动段和II段的延时段；I段用于针对串联变压器低压侧充电时，快速清除并联变压器与串联变压器低压侧连接引线区的故障；II段为延时段，用于保证临时保护的保护范围能覆盖到所有充电方式下串联变压器高压侧，并通过保护定值和延时来躲避串联变压器低压侧充电时的励磁涌流。3.根据权利要求2所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，其特征在于：所述步骤二中，过流I段的整定保护定值为：Iset_1＝If_p1/Kk，t_1＝0.0s式中，If_p1为连接引线故障最小故障电流，Kk为可靠系数，t_1为延时；过流II段的整定保护定值为：Iset_2＝If_p2/Kk，t_2＝0.6s式中，If_p2为末端故障最小故障电流，Kk为可靠系数，t_2为延时。4.根据权利要求2或3所述的一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，黄浩声，林金娇，孔祥平，弓新月，黄哲忱，高磊，袁宇波，
申请(专利权)人：国网江苏省电力公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32