一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法技术

本发明专利技术涉及电力系统继电保护技术领域，尤其涉及一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法

【技术实现步骤摘要】
一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法


[0001]本专利技术涉及电力系统继电保护
，尤其涉及一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法
。

技术介绍

[0002]随着可再生能源的不断接入与电网联络的愈发紧密，电网中可能出现的短路电流已达较高水平，为电网安全稳定运行带来了极大隐患
。
短路电流的迅速增长使得现有的断路器往往难以满足可靠开断需求，为保证电网的安全可靠运行，往往只能被迫更换不满足开断容量要求的断路器；然而，解决此问题更经济可行的方法是研究限制短路电流的措施，以减轻断路器等各种电气设备负担，提高电力系统安全稳定性
。
超导限流器是限制电网短路电流的有效措施之一，根据限流工作原理可分为失超型与非失超型两类；根据限流阻抗特性可分为电阻型
、
电感型与混合型三类
。
超导限流器的成功应用将实现对输电线路故障短路电流的快速
、
平稳
、
有效限制，为解决电网安全稳定运行的关键技术难题奠定基础
。
[0003]由于超导限流器通过呈现阻抗来实现对短路电流的限制，因而其接入会对配网中依靠短路电流或线路阻抗整定的保护方案产生严重影响，甚至导致原有保护失去作用；因此有必要深入分析超导限流器接入对电网保护带来的影响，研究出超导限流器接入对电网距离的影响以及保护的方法
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对
技术介绍
中存在的问题，提出一种针对超导限流器接入电网的距离的研究与保护方法
。
[0005]本专利技术的技术方案：一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法，包括以下处理步骤：
[0006]步骤一，确认区别提取线路电压的电压互感器安装于超导限流电抗器的母线侧或是线路侧；
[0007]步骤二，根据步骤一分别分析超导限流器接入对线路本端距离保护与对端距离保护的影响；
[0008]步骤三，根据改进测量阻抗计算式计算测量阻抗，判断保护是否会对区内故障出现据动可能；
[0009]步骤四，确定保护方法改进整定对应各段保护
。
[0010]可选的，所述步骤一距离保护电压互感器安装于超导限流器母线侧，则超导限流器所在的线路本端距离保护的保护范围包含超导限流器，则判断得出下述三点结论：一，线路本端的距离保护受超导限流器影响，其距离保护各段的整定与配合需重新计算和考虑；二，线路对端的距离保护Ⅰ段不受超导限流器影响，距离Ⅱ段
、
距离Ⅲ段受超导限流器的影响；三，上下级线路的距离保护当中，但凡其保护范围必须包含超导限流器的，都应重新校验保护对于本线路和相邻线路末端母线故障时的灵敏度
。
[0011]可选的，所述步骤一距离保护电压互感器安装于超导限流器线路侧，则超导限流器所在的线路本端距离保护的保护范围不包含超导限流器，则在结论二和结论三的基础上得出一点不同结论：线路本端的距离保护不受超导限流器的影响，其距离Ⅰ段
、
距离Ⅱ段
、
距离Ⅲ段的整定与配合与无超导限流器的情况完全一致
。
[0012]可选的，所述保护方法第一方面针对超导限流器接入对电网相间距离保护；
[0013]相间距离保护所针对的相间短路包含四种故障场景，分别为三相短路
、
三相接地短路
、
两相短路
、
两相接地短路；
[0014]当超导限流器接入后电网发生三相短路或三相接地短路故障时，由于三相对称无零序分量，因而三相短路故障与三相接地短路故障可统一为一种情况，设短路点至保护安装点之间的距离为
l
，线路的单位正序阻抗
Z1，超导限流器的阻抗为
Z
SFCL
；
[0015]三相短路或三相接地短路时相间距离保护的测量阻抗改进计算式为：
[0016][0017]可知三相短路和三相接地短路故障时距离保护测量阻抗等于短路点到保护安装点间的阻抗与超导限流器阻抗之和；若按超导限流器退出运行整定距离保护，则保护出现拒动；
[0018]当超导限流器接入后电网发生两相短路故障时，两相短路时相间距离保护的测量阻抗改进计算式为：
[0019][0020]当超导限流器接入后电网发生两相接地短路故障时，两相接地短路时相间距离保护的测量阻抗改进计算式为：
[0021][0022]可选的，所述保护方法第二方面针对超导限流器接入对电网接地距离保护；
[0023]当超导限流器接入后电网发生单相接地短路故障时，由于存在零序互感，为正确反应短路点至保护安装点距离，需采取零序电流补偿接线方式；
[0024]单相接地短路时原接地距离保护的测量阻抗原有计算式为：
[0025][0026]由此可得，传统接地距离保护的测量阻抗不是故障点至保护安装点的线路阻抗值和超导限流器阻抗值之和，也不能正确反映故障距离；亦可见
β
是个变化量；
[0027]单相接地短路时原接地距离保护的测量阻抗改进计算式为：
[0028][0029]进行变换可得：
[0030][0031]由此可得，若加入阻抗继电器的电压和电流分别为上式分子与分母变量，则接地距离保护测量阻抗结果与相间距离保护测量阻抗一致，即等于短路点到保护安装点间的阻抗与超导限流器阻抗之和；即改进后的接地距离保护正确反映故障距离
。
[0032]可选的，超导限流器仅对线路对端的距离保护距离Ⅱ段
、
距离Ⅲ段整定校验产生影响，对线路本端距离保护无影响
。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有如下有益的技术效果：
[0034]本专利技术将距离保护的电气量取自线路电压和电流分为两种情况，一种是提取线路电压的电压互感器安装于超导限流电抗器的母线侧，另一种提取线路电压的电压互感器安装于超导限流电抗器的线路侧；对两种情况分开讨论，实现了对超导限流器接入电网保护的深度分析，从而提出了针对不同情况的反应状态，减轻了断路器等电气设备的负担，提高电力系统运行的稳定性和安全性
。
附图说明
[0035]图1给出本专利技术提出的距离保护电压互感器所在位置示意图；
[0036]图2给出本专利技术提出的超导限流器接入后电网发生三相或三相接地短路故障示意图；
[0037]图3给出本专利技术提出的超导限流器接入后电网发生两相短路故障示意图；
[0038]图4给出本专利技术提出的超导限流器接入后电网发生两相接地短路故障示意图；
[0039]图5给出本专利技术提出的导限流器对相间距离保护的影响示意图；
[0040]图6给出本专利技术提出的超导限流器接入后电网发生单相接地短路故障示意图；
[0041]图7给出本专利技术提出的保护方法流程图
。
具体实施方式
[0042]下文结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案做进一步说明
。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法，其特征在于，包括以下处理步骤：步骤一，确认区别提取线路电压的电压互感器安装于超导限流电抗器的母线侧或是线路侧；步骤二，根据步骤一分别分析超导限流器接入对线路本端距离保护与对端距离保护的影响；步骤三，根据改进测量阻抗计算式计算测量阻抗，判断保护是否会对区内故障出现据动可能；步骤四，确定保护方法改进整定对应各段保护
。2.
根据权利要求1所述的一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法，其特征在于，所述步骤一距离保护电压互感器安装于超导限流器母线侧，则超导限流器所在的线路本端距离保护的保护范围包含超导限流器，判断得出三点结果：一，线路本端的距离保护受超导限流器影响，其距离保护各段的整定与配合需重新计算和考虑；二，线路对端的距离保护Ⅰ段不受超导限流器影响，距离Ⅱ段
、
距离Ⅲ段受超导限流器的影响；三，上下级线路的距离保护中，保护范围必须包含超导限流器则应重新校验保护对于本线路和相邻线路末端母线故障时的灵敏度
。3.
根据权利要求2所述的一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法，其特征在于，所述步骤一距离保护电压互感器安装于超导限流器线路侧，则超导限流器所在的线路本端距离保护的保护范围不包含超导限流器，区别结果二和三得出不同结论：线路本端的距离保护不受超导限流器的影响，其距离Ⅰ段
、
距离Ⅱ段
、
距离Ⅲ段的整定与配合与无超导限流器的情况一致
。4.
根据权利要求2所述的一种针对超导限流器接入电网的距离保护方法，其特征在于，所述保护方法第一方面针对超导限流器接入对电网相间距离保护；相间距离保护所针对的相间短路包含四种故障场景，分别为三相短路
、
三相接地短路
、
两相短路
、
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李超，吴琪，诸嘉慧，韦德福，陈盼盼，刘均迪，李斌，信赢，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：