CN109088444A - 一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，包括：通过并网开关的三相位置的备用辅助接点构造就地非全相三相位置不一致接点；将就地非全相三相位置不一致接点与调变组保护屏柜连接，构成就地非全相辅信号。当就地非全相主信号和就地非全相辅信号同时开入时，调变组非全相保护即可满足动作条件出口跳闸。由于继电器出故障概率较低，本发明可在多数情况下确保调变组非全相保护可靠响应调相机的非全相状态。而当就地非全相主信号和就地非全相辅信号只有一路开入时，仍须电流判据闭锁，即不会降低调变组非全相保护动作的可靠性，但将显著提升调变组非全相保护对调相机非全相状态的识别能力。
Description
技术领域
本发明涉及调相机变压器组保护技术领域，尤其涉及一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法。
背景技术
调相机一般作为无功补偿设备对电网进行无功调节。传统调相机一般为旋转设备，存在投资大、运行费用高、结构复杂和辅助系统运维困难等缺点，在电力电子技术取得快速发展后曾一度被SVC、STATCOM等静止无功补偿设备取代。
近年来，随着特高压直流输电工程的大规模发展及“强直弱交”环境下系统对暂动态无功支撑能力的巨大需求，新一代调相机因在电压波动时的强大无功调节能力，再次成为研究热点。相较于传统调相机，新一代调相机在主机设计和辅机配置上全面升级，因而在容量、暂动态响应、过负荷能力和环境适应能力等方面具有明显的优越性。
为了保证足够的滞相能力以满足电压稳定需求，直流受端调相机正常工作状态运行在进相能力，在交流系统电压跌落时及时为电网提供无功支撑，正常运行时无功出力较低，即运行在小无功或零无功出力状态；与此同时，调相机没有原动机且不带负载，不具备有功调节能力，仅从系统吸收较小的有功功率以补偿自身损耗。因此，直流受端调相机主变高压侧电流较小，甚至接近于零。当直流受端调相机主变高压侧的断路器出现三相不一致且失灵的情况时，主变高压侧的零序电流和负序电流可能达不到调变组非全相保护和交流滤波器大组母线保护失灵联跳电流判据定值，不利于调相机的安全稳定运行。
目前对于新一代调相机的研究主要集中于设计和性能方面，对于调变组保护的研究仅涉及到失磁保护，对于非全相状态下的调相机运行优化尚处于空白状态。调变组非全相保护在动作逻辑上并不具有独特性，只是直流受端调相机特有的运行方式给调变组非全相保护的动作灵敏性造成严重影响。若调相机持续运行于非全相状态期间，系统出现故障，调相机强励瞬时输出大量无功功率，所产生的巨大负序电流将对调相机转子造成巨大损伤，降低调相机的运行寿命。
因此，现有直流受端调相机调变组具有因无法识别低无功出力下调相机的非全相状态，使得调相机持续运行于非全相状态对调相机造成巨大损伤的问题。
发明内容
为了解决目前直流受端调相机调变组因无法识别低无功出力下调相机的非全相状态的问题，本发明提供了一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，包括：
S1、通过并网开关的三相位置的备用辅助接点构造就地非全相三相位置不一致接点；S2、将就地非全相三相不一致接点与调变组保护屏柜连接，构成就地非全相辅信号。
优选地，步骤S1包括：将第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第一路就地非全相三相不一致接点；将第二组三相合闸位置备用辅助常开接点和第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第二路就地非全相三相不一致接点。
优选地，第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和第二组三相合闸位置备用辅助常开接点设于并网开关的就地汇控柜内，或从并网开关的本体机构箱引出并与并网开关的就地汇控柜连接；第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点和第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点设于并网开关的就地汇控柜内，或从并网开关的本体机构箱引出并与并网开关的就地汇控柜连接。
优选地，步骤S2包括：在并网开关的就地汇控柜至调变组保护A屏之间敷设第一电缆，并从第一电缆中选取第一备用芯和第二备用芯，通过第一备用芯将第一路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护A屏连接，通过第二备用芯将第一路就地非全相三相不一致接点的另一端与调变组保护A屏连接；
在并网开关的就地汇控柜至调变组保护B屏之间敷设第二电缆，并从第二电缆中选取第三备用芯和第四备用芯，通过第三备用芯将第二路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护B屏连接，通过第四备用芯将第二路就地非全相三相不一致接点的另一端与调变组保护B屏连接。
优选地，第一电缆和第二电缆为规格为4*2.5mm2的屏蔽电缆。
优选地，步骤S2还包括：通过第一路就地非全相三相不一致接点和第二路就地非全相不一致接点传输就地非全相辅信号；就地非全相辅信号与就地非全相主信号的延时相同；若延时达到且就地非全相主信号未正常开入，就地非全相辅信号开入。
优选地，延时大于非全相时间继电器和中间继电器的启动时间。
优选地，步骤S2还包括：若非全相主信号和非全相辅信号均未正常开入，主变高压侧负序电流判据和机端负序电流判据不启用；若非全相主信号或非全相辅信号开入，主变高压侧负序电流判据或机端负序电流判据启用。
本发明提供了一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，若就地非全相信号持续开入、但调变组非全相电量判据定值不满足时，通过控制措施提升调相机主变高压侧电流，确保非全相状态下调变组非全相保护可靠动作，而非全相保护动作跳开灭磁开关后，主变高压侧相电流增加，大组滤波器母线保护也能可靠失灵联跳，避免了调相机持续运行于非全相故障状态，防止调相机在非全相故障状态下强励瞬时输出大量无功功率而产生的巨大负序电流对调相机转子造成巨大损伤，降低调相机的运行寿命。
附图说明
图1为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的流程图；
图2为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的第一组就地非全相三相不一致接点原理图；
图3为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的第二组就地非全相三相不一致接点原理图；
图4为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机的主接线图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
湘潭调相机是首批21台特高压直流工程配套调相机之一，图4为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机的主接线图，如图4所示，10kV备用段引出两条出线供SFC启动回路，该回路在其10kV备用段母线侧和SFC进线侧各设置一台10kV断路器，以避免两侧保护经长电缆跳断路器，湘潭调相机组采用“调相机-变压器”单元接线方式，1号和2号主变进线分别经500kV断路器，即并网开关5601和5602分别接入交流滤波器第4大组母线和交流滤波器第2大组母线。调相机与主变压器之间采用全连式离相封闭母线连接，机端不配置GCB；同时，机端和主变低压侧均有软连接，方便试验和检修。励磁变高压侧和SFC出线均通过离相封闭母线从调相机主回路封闭母线上“T”接。调相机中性点经接地变压器接地，主变压器中性点直接接地。
调相机主励磁采用自并励，启动励磁工作在AC380V电源供电他励模式。两台调相机共设置两套SFC变频启动装置，二者通过切换开关联络，互为备用。调相机启动时，首先由SFC和启动励磁相互作用拖动转子至3150r/min；然后SFC退出，转子堕速；接着启动励磁切换至主励磁，机端电压迅速升高，同期装置捕捉同期点并网。虽然两台SFC均可拖动调相机运转，但原则上不允许两台调相机同时启动。同时，为避免机端正常电压对SFC系统的损害，调相机DCS控制逻辑中作了软件联锁，禁止机端隔离开关与对应并网开关以及机端隔离开关与对应中性点隔离刀闸同时处于合闸状态。
湘潭调变组共配置A、B、C1、C2和C3五面保护屏，其中，A、B屏为电量保护屏；C1、C2和C3屏为非电量保护屏。非电量保护主机三重化配置，动作信号经过双重化配置的“三取二”主机出口。转子接地保护装置就地冗余配置，动作信号通过硬接线接入调变组A、B屏，作为后者的直跳开入信号。并网开关配置就地非全相保护，其动作信号经延时分别开入DCS后台和调变组保护A、B屏；调变组保护A、B屏另配有非全相保护，在就地非全相动作信号的基础上增加零、负序电流判据，经固定时延后出口跳灭磁开关和启交流滤波器大组母线保护失灵。需要说明的是，在投运之初湘潭调变组非全相保护动作后仅启失灵，后续才增跳灭磁开关。
图1为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的流程图，如图1所示，本发明提供了一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，包括：S1、通过并网开关的三相位置的备用辅助接点构造就地非全相三相位置不一致接点；S2、将就地非全相三相不一致接点与调变组保护屏柜连接，构成就地非全相辅信号。
具体地，步骤S1具体包括：将第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第一路就地非全相三相不一致接点；将第二组三相合闸位置备用辅助常开接点和第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第二路就地非全相三相不一致接点，然后进入步骤S2，将三相不一致接点与调变组保护屏柜连接，构成就地非全相辅信号。
进一步地，步骤S1之前，需核实并网开关就地汇控柜增设三相不一致接点的可行性；若并网开关就地汇控柜内存在两组以上并网开关三相合闸位置备用辅助常开接点和两组以上三相跳闸位置备用辅助常开接点，第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和第二组三相合闸位置备用辅助常开接点设于并网开关的就地汇控柜内，第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点和第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点设于并网开关的就地汇控柜内
但是，若并网开关就地汇控柜内不存在两组以上并网开关三相合闸位置备用辅助常开接点和两组以上三相跳闸位置备用辅助常开接点，则从并网开关的本体机构箱引出并与并网开关的就地汇控柜连接。
基于上述实施例，图2为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的第一组就地非全相三相不一致接点原理图；图3为根据本发明一个优选实施例的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法的第二组就地非全相三相不一致接点原理图，如图2和图3所示，步骤S2具体包括：
在并网开关的就地汇控柜至调变组保护A屏之间敷设第一电缆，并从第一电缆中选取第一备用芯和第二备用芯，通过第一备用芯将第一路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护A屏连接，通过第二备用芯将第一路就地非全相三相不一致接点的另一端与调变组保护A屏连接；
在并网开关的就地汇控柜至调变组保护B屏之间敷设第二电缆，并从第二电缆中选取第三备用芯和第四备用芯，通过第三备用芯将第二路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护B屏连接，通过第四备用芯将第二路就地非全相三相不一致接点的另一端与调变组保护B屏连接。
基于上述实施例，步骤S2之后，还包括：在非全相电量判据中新增就地非全相辅信号与机端负序电流判据，并设置机端负序电流判据对应的电流值。
进一步地，延时大于非全相时间继电器和中间继电器的启动时间。
进一步地，步骤S2还包括：若非全相主信号和非全相辅信号均未正常开入，主变高压侧负序电流判据和机端负序电流判据不启用；若非全相主信号或非全相辅信号开入，主变高压侧负序电流判据或机端负序电流判据启用。
本发明提供了一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，当就地非全相主信号和就地非全相辅信号同时开入时，调变组非全相保护即可满足动作条件出口跳闸。由于继电器出故障概率较低，因此本方法可在多数情况下确保调变组非全相保护可靠响应调相机的非全相状态。而当就地非全相主信号和就地非全相辅信号只有一路开入时，仍须电流判据闭锁，即整个方法不会降低调变组非全相保护动作的可靠性。
最后，本发明的方法仅为较佳的实施方案，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，包括：
S1、通过并网开关的三相位置的备用辅助接点构造就地非全相三相不一致接点；
S2、将所述就地非全相三相不一致接点与调变组保护屏柜连接，构成就地非全相辅信号。
2.根据权利要求1所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，所述S1包括：
将第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第一路就地非全相三相不一致接点；
将第二组三相合闸位置备用辅助常开接点和第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点分别并联后串接，形成第二路就地非全相三相不一致接点。
3.根据权利要求2所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，
所述第一组三相合闸位置备用辅助常开接点和所述第二组三相合闸位置备用辅助常开接点设于所述并网开关的就地汇控柜内，或从所述并网开关的本体机构箱引出并与所述并网开关的就地汇控柜连接；
所述第一组三相跳闸位置备用辅助常开接点和所述第二组三相跳闸位置备用辅助常开接点设于所述并网开关的就地汇控柜内，或从所述并网开关的本体机构箱引出并与所述并网开关的就地汇控柜连接。
4.根据权利要求3所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，所述S2包括：
在所述并网开关的就地汇控柜至调变组保护A屏之间敷设第一电缆，并从所述第一电缆中选取第一备用芯和第二备用芯，通过所述第一备用芯将所述第一路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护A屏连接，通过所述第二备用芯将所述第一路就地非全相三相不一致接点的另一端与所述调变组保护A屏连接；
在所述并网开关的就地汇控柜至调变组保护B屏之间敷设第二电缆，并从所述第二电缆中选取第三备用芯和第四备用芯，通过所述第三备用芯将所述第二路就地非全相三相不一致接点的一端与调变组保护B屏连接，通过所述第四备用芯将所述第二路就地非全相三相不一致接点的另一端与所述调变组保护B屏连接。
5.根据权利要求4所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，
所述第一电缆和所述第二电缆为规格为4*2.5mm2的屏蔽电缆。
6.根据权利要求4所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，所述S3包括：
通过所述第一路就地非全相三相不一致接点和所述第二路就地非全相不一致接点传输所述就地非全相辅信号；所述就地非全相辅信号与就地非全相主信号的延时相同；
若所述延时达到且所述就地非全相主信号未正常开入，所述就地非全相辅信号开入。
7.根据权利要求6所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，
所述延时大于非全相时间继电器和中间继电器的启动时间。
8.根据权利要求6所述的一种直流受端调相机非全相保护动作性能的优化方法，其特征在于，所述S2还包括：
若所述非全相主信号和所述非全相辅信号均未正常开入，主变高压侧负序电流判据和机端负序电流判据不启用；
若所述非全相主信号或所述非全相辅信号开入，所述主变高压侧负序电流判据或所述机端负序电流判据启用。
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