半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置制造方法及图纸

技术编号:18202158 阅读:77 留言:0更新日期:2018-06-13 05:29
本发明专利技术提供了一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置,先确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关,然后使所需动作的高速接地开关动作,最后得到高速接地开关的参数。本发明专利技术提供了半波长输电线路沿线不同位置发生单相接地故障时,沿线布置的高速接地开关的动作控制过程,使高速接地开关能够可靠动作,避免了高速接地开关因误动作而导致潜供电弧不能可靠熄弧的现象,且可有效降低半波长输电线路单相重合闸过程中的潜供电流与恢复电压,确保重合闸成功率。本发明专利技术得到了高速接地开关的不同开断工况和高速接地开关在开断过程中的额定感应电压和额定感应电流,为高速接地开关的选型提供了技术依据。

【技术实现步骤摘要】
半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置
本专利技术涉及电力系统
,具体涉及一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置。
技术介绍
半波长交流输电(half-wavelengthACtransmission,HWACT)是指输电的电气距离接近一个工频半波长,即约3000km(50Hz)或约2600km(60Hz)超远距离的三相交流输电技术,全线无功自平衡,无须安装无功补偿设备,无须设置中间开关站。HWACT的输电能力强、经济性和可靠性较好,可以实现远距离同步联网。随着全球能源互联网的推进,HWACT作为一种适用于大规模电力洲际输送方案得到了广泛的关注。但HWACT的工程应用还亟需解决一些诸如安全稳定控制、过电压、潜供电流抑制和继电保护配置等技术问题,其中单相重合闸过程中潜供电流的抑制是制约HWACT应用的关键问题之一。半波长输电线路的电压等级高,输电距离超长,且传输功率大,其潜供电流和恢复电压表现出不同于常规输电线路的机理与独特属性。严重故障位置处半波长输电线路的潜供电流稳态值达上千安培,恢复电压可达上百千伏,远超常规输电线路的水平,必须采取相应的抑制措施。但因半波长输电线路结构的特殊性,传统的并联电抗器加中性点小电抗的措施不能用于抑制半波长输电线路的潜供电流。高速接地开关是目前比较成熟的另外一种抑制潜供电流的措施。常规输电线路中,相对于故障相与健全相之间电磁耦合的感性分量,静电耦合的容性分量占据主导地位,仅在两端加装高速接地开关,可有效降低潜供电流容性分量,从而将故障点的潜供电流和恢复电压控制在较低水平。而半波长输电线路中,超长的送电距离使得故障相与健全相之间有着很大的互感,电磁耦合产生的电动势也会很大,此时潜供电流的感性分量会大于容性分量,于是感性分量占潜供电流的主导地位,此时若依然采用线路两端加装高速接地开关的措施,可能会使得半波长输电线路的潜供电流不会降低,反而会出现升高。在这种情况下,在半波长输电线路沿线加装多组高速接地开关,可有效解决半波长输电线路潜供电流的问题,保证单相自动重合闸的可靠性。但目前针对于半波长输电线路加装高速接地开关,仅限于对潜供电流和恢复电压抑制效果的研究,尚无对半波长输电线路沿线高速接地开关的控制措施,这样可能会导致半波长输电线路沿线高速接地开关误动作,进而引起潜供电弧不能可靠熄弧。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中半波长输电线路沿线高速接地开关误动作而引起潜供电弧不能可靠熄弧以及缺少半波长输电线路沿线高速接地开关开断过程中的额定感应电压和额定感应电流等关键技术参数确定过程的缺陷,本专利技术提供一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置,先根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关,然后根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作,最后根据高速接地开关的动作时序确定开断工况,得到包括高速接地开关在开断过程中的额定感应电压和额定感应电流的高速接地开关的参数,通过对高速接地开关的动作控制实现半波长输电线路沿线高速接地开关参数的确定。为了实现上述专利技术目的,本专利技术采取如下技术方案:本专利技术提供一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,包括:根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关;根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作;根据高速接地开关的动作时序确定开断工况,并根据开断工况确定高速接地开关的参数;所述高速接地开关的参数包括高速接地开关在开断过程中的额定感应电压和额定感应电流。所述根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关包括:半波长输电线路发生单相接地故障且故障相两侧断路器跳闸后,根据保护测距确定故障点位置;设半波长输电线路沿线共配置N个高速接地开关,故障点两侧的高速接地开关分别用Km和Km+1表示,m=1,2,…,N-1,故障点位置距半波长输电线路首端的距离用l表示,Km和Km+1距半波长输电线路首端的距离分别为lm和lm+1,且满足lm≤l≤lm+1,根据故障点位置确定所需动作的高速接地开关,分为以下四种情况:1)当l1≤l≤l2时,故障点位置位于半波长输电线路首端附近,所需动作的高速接地开关为K1、K2和K3,其中K1表示第一个高速接地开关,K2表示第二个高速接地开关,K3表示第三个高速接地开关,l1为K1距半波长输电线路首端的距离,l2为K2距半波长输电线路首端的距离;2)当lN-1≤l≤lN时,故障点位置位于半波长输电线路末端附近,所需动作的高速接地开关为KN-2、KN-1和KN,其中KN-2表示第N-2个高速接地开关,KN-1表示第N-1个高速接地开关,KN表示第N个高速接地开关,lN-1为KN-1距半波长输电线路首端的距离,lN为KN距半波长输电线路首端的距离;3)当时,故障点位置距Km较近,所需动作的高速接地开关为Km-1、Km和Km+1,其中Km-1表示第m-1个高速接地开关,Km表示第m个高速接地开关,Km+1表示第m+1个高速接地开关;4)当时,故障点位置距Km+1较近,所需动作的高速接地开关为Km、Km+1和Km+2,其中Km+2表示第m+2个高速接地开关。所述根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作包括:半波长输电线路在t0时刻发生单相接地故障,故障相断路器在tB1时刻跳闸;经过设定时间间隔T1,所需动作的三个高速接地开关动作根据接收的动作命令在tH1时刻闭合;经过设定时间间隔T2,三个高速接地开关动作根据接收的动作命令在tH2时刻断开;再经过设定时间间隔T1,故障相断路器在tB2时刻合闸。所述开断工况包括电磁感应开断工况和静电感应开断工况;在电磁感应开断工况下,不论半波长输电线路上发生的单相接地故障是否清除,故障点一侧高速接地开关处于闭合状态,故障点另一侧高速接地开关动作;在静电感应开断工况下,若半波长输电线路上发生的单相接地故障已清除,故障点一侧高速接地开关处于断开状态,故障点另一侧高速接地开关动作。所述电磁感应开断工况适用于故障点两侧的高速接地开关动作时,先断开的高速接地开关;所述静电感应开断工况适用于故障点两侧的高速接地开关动作时,后断开的高速接地开关。所述高速接地开关在开断过程中的额定感应电压包括额定电磁感应电压和额定静电感应电压;所述高速接地开关在开断过程中的额定感应电流包括额定电磁感应电流和额定静电感应电流。所述根据开断工况确定高速接地开关的参数包括:根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型调节半波长输电线路两侧母线电压和半波长输电线路的输送潮流,使半波长输电线路两侧母线电压达到最高运行电压且半波输电线路达到最大输电能力;当半波长输电线路两侧母线电压达到最高运行电压且半波输电线路达到最大输电能力时,在半波长输电线路上均匀设置多个故障点,并根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型计算所有高速接地开关在电磁感应开断工况下的电磁感应电压和电磁感应电流以及和静电感应开断工况下的静电感应电压和静电感应电流;确定高速接地开关中电磁感应开断工况下的电磁感应电压最大值ULmax和电磁感应电流最大值ILmax,以及和静电感应开断工况下的静电感应电压最大值U本文档来自技高网
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半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法和装置

【技术保护点】
一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,包括:根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关;根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作;根据高速接地开关的动作时序确定开断工况,并根据开断工况确定高速接地开关的参数;所述高速接地开关的参数包括高速接地开关在开断过程中的额定感应电压和额定感应电流。

【技术特征摘要】
1.一种半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,包括:根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关;根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作;根据高速接地开关的动作时序确定开断工况,并根据开断工况确定高速接地开关的参数;所述高速接地开关的参数包括高速接地开关在开断过程中的额定感应电压和额定感应电流。2.根据权利要求1所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述根据半波长输电线路上故障点位置确定半波长输电线路沿线所需动作的高速接地开关包括:半波长输电线路发生单相接地故障且故障相两侧断路器跳闸后,根据保护测距确定故障点位置;设半波长输电线路沿线共配置N个高速接地开关,故障点两侧的高速接地开关分别用Km和Km+1表示,m=1,2,…,N-1,故障点位置距半波长输电线路首端的距离用l表示,Km和Km+1距半波长输电线路首端的距离分别为lm和lm+1,且满足lm≤l≤lm+1,根据故障点位置确定所需动作的高速接地开关,分为以下四种情况:1)当l1≤l≤l2时,故障点位置位于半波长输电线路首端附近,所需动作的高速接地开关为K1、K2和K3,其中K1表示第一个高速接地开关,K2表示第二个高速接地开关,K3表示第三个高速接地开关,l1为K1距半波长输电线路首端的距离,l2为K2距半波长输电线路首端的距离;2)当lN-1≤l≤lN时,故障点位置位于半波长输电线路末端附近,所需动作的高速接地开关为KN-2、KN-1和KN,其中KN-2表示第N-2个高速接地开关,KN-1表示第N-1个高速接地开关,KN表示第N个高速接地开关,lN-1为KN-1距半波长输电线路首端的距离,lN为KN距半波长输电线路首端的距离;3)当时,故障点位置距Km较近,所需动作的高速接地开关为Km-1、Km和Km+1,其中Km-1表示第m-1个高速接地开关,Km表示第m个高速接地开关,Km+1表示第m+1个高速接地开关;4)当时,故障点位置距Km+1较近,所需动作的高速接地开关为Km、Km+1和Km+2,其中Km+2表示第m+2个高速接地开关。3.根据权利要求1所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述根据高速接地开关的动作时序和动作命令使所需动作的高速接地开关动作包括:半波长输电线路在t0时刻发生单相接地故障,故障相断路器在tB1时刻跳闸;经过设定时间间隔T1,所需动作的三个高速接地开关动作根据接收的动作命令在tH1时刻闭合;经过设定时间间隔T2,三个高速接地开关动作根据接收的动作命令在tH2时刻断开;再经过设定时间间隔T1,故障相断路器在tB2时刻合闸。4.根据权利要求3所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述开断工况包括电磁感应开断工况和静电感应开断工况;在电磁感应开断工况下,不论半波长输电线路上发生的单相接地故障是否清除,故障点一侧高速接地开关处于闭合状态,故障点另一侧高速接地开关动作;在静电感应开断工况下,若半波长输电线路上发生的单相接地故障已清除,故障点一侧高速接地开关处于断开状态,故障点另一侧高速接地开关动作。5.根据权利要求4所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述电磁感应开断工况适用于故障点两侧的高速接地开关动作时,先断开的高速接地开关;所述静电感应开断工况适用于故障点两侧的高速接地开关动作时,后断开的高速接地开关。6.根据权利要求4所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述高速接地开关在开断过程中的额定感应电压包括额定电磁感应电压和额定静电感应电压;所述高速接地开关在开断过程中的额定感应电流包括额定电磁感应电流和额定静电感应电流。7.根据权利要求6所述的半波长输电线路沿线高速接地开关参数确定方法,其特征在于,所述根据开断工况确定高速接地开关的参数包括:根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型调节半波长输电线路两侧母线电压和半波长输电线路的输送潮流,使半波长输电线路两侧母线电压达到最高运行电压且半波输电线路达到最大输电能力;当半波长输电线路两侧母线电压达到最高运行电压且半波输电线路达到最大输电能力时,在半波长输电线路上均匀设置多个故障点,并根据半波长输电系统的电磁暂态仿真模型计算所有高速接地开关在电磁感应开断工况下的电磁感应电压和电磁感应电流以及和静电感应开断工况下的静电感应电压和静电感应电流;确定高速接地开关中电磁感应开断工况下的电磁感应电压最大值ULmax和电磁感应电流最大值ILmax,以及和静电感应开断工况下的静电感应电压最大值UCmax和静电感应电流最大值ICmax;按下式确定额定电磁感应电压、额定电磁感应电流、额定静电感应电压和额定静电感应电流:ULN=ULmax(1+KUL)ILN=ILmax(1+KIL)UCN=UCmax(1+KUC)ICN=ICmax(1+KIC)其中,ULN和ILN分别为额定电磁感应电压和额定电磁感应电流,KUL和KIL分别为电磁感应电压和电磁感应电流的裕度;UCN和ICN分别为额定静电感应电压和额定静电感应电流,KUC和KIC分别为静电...

【专利技术属性】
技术研发人员:张媛媛王毅韩彬班连庚项祖涛宋瑞华郑彬杨大业韩亚楠周建华
申请(专利权)人:中国电力科学研究院有限公司国家电网公司国网江苏省电力有限公司电力科学研究院北京交通大学
类型:发明
国别省市:北京,11

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