线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置，本发明专利技术方法包括：线路重合闸过程中，根据线路保护跳闸信号，判断线路是否失电，失电则退出滤波器组；检测滤波器组电压幅值、频率和电流幅值，判断是否发生低压或低频，发生低压或者低频，则退出滤波器组；检测系统重合闸成功且电容器充分放电后，重新投入滤波器组。本发明专利技术使得滤波器组能够适应线路重合闸需求，根据线路保护跳闸信号，以及电抗器滤波器组侧的电气特征，全工况下可靠快速、退出滤波器组，避免重合闸过程对滤波器组造成冲击损坏。

Control method and device of filter bank of magnetic control high voltage shunt reactor in line Reclosing

【技术实现步骤摘要】
线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置
本专利技术属于电气工程
，特别涉及一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置。
技术介绍
磁控高压并联电抗器是一种新型柔性交流输电系统(FACTS)设备，通过调节电抗器控制绕组电流大小改变铁芯的磁饱和度，来调节主回路铁芯绕组的电抗值，从而达到调节无功功率的功能。通过连续调节控制绕组电流，能够动态补偿输电线路容性无功功率，抑制超/特高压输电线路的容升效应、工频过电压和潜供电流，提高系统稳定性。磁控高压并联电抗器可以连接于输电线路侧，也可以连接于站内母线侧。目前国内外工程应用中比较常见的磁控高压并联电抗器系统拓扑结构如图3所示，电抗器本体由网侧绕组、补偿绕组和控制绕组构成：网侧绕组并联于超/特高压输电线路，补偿绕组提供励磁系统交流电源以及连接滤波器组，控制绕组接入经ACDC整流变换的直流励磁电流调节铁芯的磁饱和度。磁控高压并联电抗器因工作过程中的铁芯饱和会产生一定的谐波电流注入电力系统，主要以5次、7次、11次等奇次谐波为主。为了满足相关标准对设备谐波的要求，作为磁控高压并联电抗器的重要组成部分，需要在补偿绕组设置相应的1组或几组LC谐滤波器组对电抗器自身产生的谐波予以抑制。相应的，通常会配置电容器保护装置等对滤波器组进行异常保护。为了增加供电可靠性，输电线路一般要求具备单相/三相重合功能。对于线路型磁控高压并联电抗器，则必须能够在失电后，具备快速重新带电的能力。由于其在补偿侧安装滤波器组，如果系统经重合闸快速重新带电，可能会对电容器组造成非常大的冲击，甚至损坏。因此需要考虑线路重合闸过程中，线路型磁控高压并联电抗器滤波器组的可靠、快速退出问题。常规电容器组保护装置采用低电压保护功能作为系统失电时的电容器退出机制。低压常规电容器组等母线无功补偿设备，没有在线路重合闸秒级范围内快速再投入的需求，只需要保证低压时，能正确退出电容器组。通常的现场低电压动作保护主判据是：装置检测滤波器组端电压降低，判别三相最高电压小于设定低压阈值，退出滤波器组。设定低压阈值一般较低，在额定电压值10-30％左右。这对于常规安装于站内母线低压侧等电容器组已经能够满足动作要求，但是线路型磁控高压并联电抗器因其直接连接于线路，在线路故障跳闸时，由于线路的分布电容、相间耦合等存在，线路跳闸后线路电压变化过程与故障类型、线路长度、线路分布电容参数等相关。补偿侧电容器组电压变化过程，和常规变电站母线或低压侧电容器组相比情况更为复杂。特别的，对于线路故障三相跳闸，由于线路电容和电感能量的存在，线路跳闸后，存在能量逐渐衰减过程，三相电压可能幅值衰减较慢，时间较长。某工程参数下，三相开关分断后的电容器电压瞬时值波形如图4所示，傅里叶分解的基波有效值仿真波形如图5所示，在1s时间内线电压基波有效值由12.1kV下降10.5kV左右，秒级时间内电压基波幅值下降有限。因此，仅以常规电容器组保护装置的低电压保护功能，在线路重合闸过程中可能存在不够灵敏的问题，不能全工况可靠分断滤波器组。针对该问题及线路重合闸需求，需要研究线路重合闸过程中磁控高压并联电抗器滤波器组侧特殊的电气特征，丰富滤波器组失电的检测方法，确保在线路重合闸过程中，滤波器组的退出控制能够具备快速性和可靠性，避免重合闸对电容器冲击及损坏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对目前线路重合闸过程中对磁控高压并联电抗器滤波器组的现场低电压动作保护判据单一，未考虑线路跳闸后线路电压变化过程与故障类型，在线路重合闸过程中可能存在不够灵敏的问题，提供一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法和装置。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一方面本专利技术提供一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于：根据线路保护跳闸信号，判断线路是否失电，若失电则退出电抗器滤波器组；检测滤波器组三相电压幅值、频率和三相电流幅值，判断是否发生低压故障和低频故障，若发生低压故障和/或低频故障，则退出电抗器滤波器组；判断系统重合闸成功且电容器充分放电，重新投入电抗器滤波器组。检测线路两端线路保护装置均发出线路断路器跳闸信号，或者单回运行线路，在送电端发出线路断路器跳闸信号，则认定线路失电，退出电抗器滤波器组；进一步地，按照以下方法进行滤波器组电压低频故障判断：检测滤波器组三相电压基波幅值UAB、UBC、UCA，三相电压频率fAB、fBC、fCA，和三相电流IA、IB、IC；当同时满足下式时，则判定滤波器组电压满足低频故障特征，启动低频动作元件，退出电抗器滤波器组；式中，min为求解变量最小值，max为求解变量最大值，Uf_set为低频故障判断的电压阈值，fFC_set为低频故障判断的频率阈值，IFC_set为低频故障或电压故障判断的电流闭锁阈值。该电压低频故障判断方法中，以三相电压频率最小值小于设定值fFC_set为主要判据，针对电压幅值下降缓慢，而频率改变明显的线路三相跳闸等工况，快速识别线路跳闸操作，进而退出滤波器组。进一步地，按照以下方法进行滤波器组电压低压故障判断：检测滤波器组三相电压幅值UAB、UBC、UCA，和三相电流IA、IB、IC；当满足下式时，则判定滤波器组电压满足低压故障特征，启动低压动作元件，退出滤波器组；式中，UFC_set为低压故障判断电压阈值，IFC_set为低频故障或电压故障判断的电流闭锁阈值。该电压低压故障判断方法中，以三相电压幅值最大值小于设定值UFC_set为主要判据，针对电压幅值快速下降的线路跳闸工况，快速识别线路跳闸操作，进而退出滤波器组。进一步地，以下两个条件至少满足一个条件则判定滤波器系统异常，退出滤波器组：响应于滤波器组电压低频故障，低频动作元件启动，且持续时间大于等于低频判断延时Tset1，Tset1设定小于线路保护重合闸设定时间，以保证在线路重合闸之前退出滤波器组；响应于滤波器组电压低压故障，低压动作元件启动，且持续时间大于等于低压判断延时Tset2，Tset2的设定小于线路保护重合闸设定时间，以保证在线路重合闸之前退出滤波器组；再进一步地，响应于滤波器组电压低频故障，低频动作元件启动，且持续时间大于等于低频判断延时Tset1，则低频跳闸信号fOP置位；响应于滤波器组电压低压故障，低压动作元件启动，且持续时间大于等于低压判断延时Tset2，则低压跳闸信号UOP置位。当低频跳闸信号fOP或低压跳闸信号UOP至少有一个被置位，则退出滤波器组。进一步地，滤波器组退出后，检测电抗器补偿测三相电压基波幅值UAB、UBC、UCA；当满足下式时，则判定系统重合闸成功，滤波器组满足重新投入条件，启动滤波器组重新投入计时；min(UAB,UBC,UCA)>UFC_set当滤波器组重新投入计时大于等于滤波器组重新投入延时Tset3，投入滤波器组。其中，Tset3应大于电容器组充分放电时间，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于:根据线路保护跳闸信号，判断线路是否失电，若失电则退出电抗器滤波器组；检测滤波器组三相电压幅值、频率和三相电流幅值，判断是否发生低压故障和低频故障，若发生低压故障和/或低频故障，则退出电抗器滤波器组；判断系统重合闸成功且电容器充分放电，重新投入电抗器滤波器组。/n

【技术特征摘要】
1.一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于:根据线路保护跳闸信号，判断线路是否失电，若失电则退出电抗器滤波器组；检测滤波器组三相电压幅值、频率和三相电流幅值，判断是否发生低压故障和低频故障，若发生低压故障和/或低频故障，则退出电抗器滤波器组；判断系统重合闸成功且电容器充分放电，重新投入电抗器滤波器组。


2.如权利要求1所述的一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于，按照以下方法进行滤波器组电压低频故障判断：
检测滤波器组三相电压基波幅值UAB、UBC、UCA，三相电压频率fAB、fBC、fCA，和三相电流IA、IB、IC；当同时满足下式时，则判定滤波器组电压满足低频故障特征，启动低频动作元件，退出电抗器滤波器组；



式中，min为求解变量最小值，max为求解变量最大值，Uf_set为低频故障判断的电压阈值，fFC_set为低频故障判断的频率阈值，IFC_set为低频故障或电压故障判断的电流闭锁阈值。


3.如权利要求1所述的一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于：按照以下方法进行滤波器组电压低压故障判断：
检测滤波器组三相电压基波幅值UAB、UBC、UCA，和三相电流IA、IB、IC；当满足下式时，则判定滤波器组电压满足低压故障特征，启动低压动作元件，退出滤波器组；



式中，UFC_set为低压故障判断电压阈值，IFC_set为低频故障或电压故障判断的电流闭锁阈值。


4.如权利要求1所述的一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于：以下两个条件至少满足一个条件则判定滤波器系统异常，则退出滤波器组：
响应于滤波器组电压低频故障，低频动作元件启动，且持续时间大于等于低频判断延时Tset1，Tset1设定小于线路保护重合闸设定时间；
响应于滤波器组电压低压故障，低压动作元件启动，且持续时间大于等于低压判断延时Tset2，Tset2的设定小于线路保护重合闸设定时间。


5.如权利要求1所述的一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于：
响应于滤波器组电压低频故障，低频动作元件启动，且持续时间大于等于低频判断延时Tset1，则低频跳闸信号fOP置位；
响应于滤波器组电压低压故障，低压动作元件启动，且持续时间大于等于低压判断延时Tset2，则低压跳闸信号UOP置位；
当低频跳闸信号fOP或低压跳闸信号UOP至少有一个被置位，则退出滤波器组。


6.如权利要求1所述的一种线路重合闸中磁控高压并联电抗器滤波器组控制方法，其特征在于：
滤波器组退出后，检测电抗器补偿测三相电压基波幅值UAB、UBC、UCA；当满足下式时，则判定系统重合闸成功，滤波器组满足重新投入条件，启动滤波器组重新投入计时；
min(UAB,UBC,UCA)&g...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩兵，牟伟，韩焦，吴龙，钟高跃，刘为群，石祥建，王哲蓓，莫品豪，周吉琦，
申请(专利权)人：南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32