CN113346465B - 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法 - Google Patents

基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113346465B
CN113346465B CN202110688224.6A CN202110688224A CN113346465B CN 113346465 B CN113346465 B CN 113346465B CN 202110688224 A CN202110688224 A CN 202110688224A CN 113346465 B CN113346465 B CN 113346465B
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter type
type power
power station
sequence current
starting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110688224.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113346465A (zh
Inventor
何潜
李政
卢继平
穆子龙
曾治安
刘丹
李雪冬
李伟
何攻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING JOIN BRIGHT DIGITAL POWER TECHNOLOGY CO LTD
Chongqing University
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
Original Assignee
BEIJING JOIN BRIGHT DIGITAL POWER TECHNOLOGY CO LTD
Chongqing University
State Grid Corp of China SGCC
State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING JOIN BRIGHT DIGITAL POWER TECHNOLOGY CO LTD, Chongqing University, State Grid Corp of China SGCC, State Grid Chongqing Electric Power Co Ltd filed Critical BEIJING JOIN BRIGHT DIGITAL POWER TECHNOLOGY CO LTD
Priority to CN202110688224.6A priority Critical patent/CN113346465B/zh
Publication of CN113346465A publication Critical patent/CN113346465A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113346465B publication Critical patent/CN113346465B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H02H7/263—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of measured values
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/52—Testing for short-circuits, leakage current or ground faults
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
    • H02H7/261—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations
    • H02H7/262—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured involving signal transmission between at least two stations involving transmissions of switching or blocking orders

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明公开了基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法，装置部分中包括安装在目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧的系统侧断路器及与系统侧断路器通信连接的系统侧控制装置，还包括安装在目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的电源侧断路器及与电源侧断路器通信连接的电源侧控制装置。方法部分通过采集目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流及目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流并进行逻辑判断，准确区分区内和区外故障，进而进行保护动作。与现有技术相比，在汇集系统全范围内兼顾保护的选择性和速动性的同时，降低了硬件要求，进而降低了工程建设投入。

Description

基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法
技术领域
本发明涉及电网继电保护技术领域，特别的涉及基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法。
背景技术
大力发展清洁能源是解决传统化石能源短缺和环境问题日益严重的必然选择，近年来，以太阳能光伏电源、永磁直驱风电机组、燃气轮机电源和燃料电池发电系统为代表的逆变型电源得到了大力的发展，而大规模场站级集中式接入电力系统是逆变型电源并网的主要形式。大型逆变型电站的汇集系统大量使用电缆线路，为了有效地降低单相接地故障时的过电压水平，已广泛采用中性点经电阻接地的运行方式。逆变型电源复杂的故障特征以及中性点运行方式的变化都给继电保护研究带来了巨大的困难和挑战。
目前逆变型电站中压汇集系统单相接地故障的主保护主要是零序电流保护，受原理所限，电流保护难以在全范围内兼顾保护的选择性和速动性，因此存在保护与逆变型电源低电压穿越失去配合关系的风险。为了解决这一问题，目前只能通过装设纵联零序电流差动保护装置，但该保护装置要求线路两侧实现同步采样，并且需要通过通信通道实时传输零序电流的采样信息，传输数据量大，这对于通信通道以及保护装置的硬件要求非常高，会加大工程建设投入，并且还需要对电压进行测量，进一步提高了对硬件的要求。
因此，如何在汇集系统全范围内兼顾保护的选择性和速动性的同时，降低硬件要求，进而降低工程建设投入，成为了本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何在汇集系统全范围内兼顾保护的选择性和速动性的同时，降低硬件要求，进而降低工程建设投入。
为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：
基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置，每根联络线上均安装有所述逆变型电站纵联保护装置，每个所述逆变型电站纵联保护装置包括系统侧组件及电源侧组件，系统侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧的系统侧断路器及与系统侧断路器通信连接的系统侧控制装置，电源侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的电源侧断路器及与电源侧断路器通信连接的电源侧控制装置，系统侧控制装置与电源侧控制装置均由逻辑电路组成，能够基于零序电流的大小控制系统侧断路器及电源侧断路器的开合。
优选地，系统侧控制装置包括第一起动元件I1、第二起动元件I2、第一瞬时动作延时返回元件t1、第一延时动作瞬时返回元件t2、第一与计算元件、第二与计算元件、第一发信机及第一收信机，第一起动元件I1和第二起动元件I2的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第一瞬时动作延时返回元件t1与第一与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出端通过第一延时动作瞬时返回元件t2分别与第一与计算元件和第二与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出信号反向注入第一与计算元件，第一与计算元件的输出端与第一发信机的输入端相连，第一发信机的输出端及第一收信机的输入端通过通信通道与电源侧组件通信连接，第一收信机的输出端与第二与计算元件的输入端相连，第一收信机输出的信号反向注入第二与计算元件，第二与计算元件的输出端与系统侧断路器通信连接，第二起动元件I2的起动定值大于第一起动元件I1的起动定值；
电源侧控制装置包括第三起动元件I3、第四起动元件I4、第二瞬时动作延时返回元件t1'、第二延时动作瞬时返回元件t2'、第三与计算元件、第四与计算元件、第二发信机及第二收信机，第三起动元件I3和第四起动元件I4的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第二瞬时动作延时返回元件t1'分别与第三与计算元件及第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出端通过第二延时动作瞬时返回元件t2'分别与第三与计算元件和第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出信号反向注入第三与计算元件，第三与计算元件的输出端与第二发信机的输入端相连，第二发信机的输出端及第二收信机的输入端通过通信通道与系统侧组件通信连接，第二收信机的输出端与第四与计算元件的输入端相连，第二收信机输出的信号反向注入第四与计算元件，第四与计算元件的输出端与电源侧断路器通信连接，第四起动元件I4的起动定值大于第三起动元件I3的起动定值。
优选地，第一起动元件I1的第一起动定值Q1、第二起动元件I2的第二起动定值Q2、第三起动元件I3的第三起动定值Q3及第四起动元件I4的第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure BDA0003125566940000031
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure BDA0003125566940000032
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护方法，包括：
S1、采集目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流及目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流；
S2、若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S3；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1并小于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S4；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3和大于第四起动定值Q4，执行步骤S5；
S3、判断区内联络线发生故障，控制对应的断路器断开；
S4、判断区外联络线或相邻集电线发生故障，不发出断路控制信号；
S5、判断区外下级集电线发生故障，不发出断路控制信号。
优选地，第一起动定值Q1、第二起动定值Q2、第三起动定值Q3及第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure BDA0003125566940000033
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure BDA0003125566940000034
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
综上所述，本发明具有以下优点
1、通过对目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流及目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流进行逻辑判断，可以准确区分区内和区外故障，进而进行保护动作；
2、实现本发明公开的保护方法，只需要采集零序电流，无需对电压进行采集，能够减少硬件投入；
3、与现有技术中需要同步采样并传输采样数据的方案，本发明通过对电流的逻辑判断，目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧与目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的保护装置只需要交互传输逻辑信息，传输的数据量得到了极大的减小，降低了对硬件设备的要求，避免了采样同步设备的投入，在汇集系统全范围内兼顾保护的选择性和速动性的同时，降低了工程建设投入。
附图说明
图1为本发明公开的基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置中系统侧控制装置和电源侧控制装置的结构示意图；
图2为本发明公开的基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置安装在一逆变型通用性电站上的结构示意图。
图3为一具体的逆变型电站的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明公开了基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置，每根联络线上均安装有所述逆变型电站纵联保护装置，每个所述逆变型电站纵联保护装置包括系统侧组件及电源侧组件，系统侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧的系统侧断路器及与系统侧断路器通信连接的系统侧控制装置，电源侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的电源侧断路器及与电源侧断路器通信连接的电源侧控制装置，系统侧控制装置与电源侧控制装置均由逻辑电路组成，能够基于零序电流的大小控制系统侧断路器及电源侧断路器的开合。
与现有技术中需要同步采样并传输采样数据的方案，本发明通过对电流的逻辑判断，目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧与目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的保护装置只需要交互传输逻辑信息，传输的数据量得到了极大的减小，降低了对硬件设备的要求，避免了采样同步设备的投入，在汇集系统全范围内兼顾保护的选择性和速动性的同时，降低了工程建设投入。
如图2所示，图中，Es表示系统电压源，T1为升压变压器，Tg是接地变压器。在逆变型电站中PVPS1至PVPSm为第一至第m个电源侧，其中，电源侧又分为直接连接的电源侧与通过联络线连接的电源侧。与PVPS1相连的是集电线1-1至1-n1；与PVPS2相连的是集电线2-1至2-n2，以及联络线MN2；与PVPSm相连的是集电线2-1至2-nm，以及联络线MNm。以联络线MNm为例，对应的系统侧控制装置及电源侧控制装置分别安装在目标逆变型电站联络线路中升压站母线M侧(PM)和目标逆变型电站联络线路中电源母线Nm侧(PN)。
为进一步优化上述技术方案，系统侧控制装置包括第一起动元件I1、第二起动元件I2、第一瞬时动作延时返回元件t1、第一延时动作瞬时返回元件t2、第一与计算元件、第二与计算元件、第一发信机及第一收信机，第一起动元件I1和第二起动元件I2的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第一瞬时动作延时返回元件t1与第一与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出端通过第一延时动作瞬时返回元件t2分别与第一与计算元件和第二与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出信号反向注入第一与计算元件，第一与计算元件的输出端与第一发信机的输入端相连，第一发信机的输出端及第一收信机的输入端通过通信通道与电源侧组件通信连接，第一收信机的输出端与第二与计算元件的输入端相连，第一收信机输出的信号反向注入第二与计算元件，第二与计算元件的输出端与系统侧断路器通信连接，第二起动元件I2的起动定值大于第一起动元件I1的起动定值；
电源侧控制装置包括第三起动元件I3、第四起动元件I4、第二瞬时动作延时返回元件t1'、第二延时动作瞬时返回元件t2'、第三与计算元件、第四与计算元件、第二发信机及第二收信机，第三起动元件I3和第四起动元件I4的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第二瞬时动作延时返回元件t1'分别与第三与计算元件及第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出端通过第二延时动作瞬时返回元件t2'分别与第三与计算元件和第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出信号反向注入第三与计算元件，第三与计算元件的输出端与第二发信机的输入端相连，第二发信机的输出端及第二收信机的输入端通过通信通道与系统侧组件通信连接，第二收信机的输出端与第四与计算元件的输入端相连，第二收信机输出的信号反向注入第四与计算元件，第四与计算元件的输出端与电源侧断路器通信连接，第四起动元件I4的起动定值大于第三起动元件I3的起动定值。
上述装置的具体工作原理如下：
(1)当逆变型电站正常运行时，汇集系统内无零序电流，I1至I4都不起动，则PM和PN处四个与门均无输出，保护不起动；
(2)当接地故障发生在区外相邻集电线(与电源侧之间相连的集电线可分为区外相邻集电线和其他集电线，区外相邻集电线是和一端与逆变型电站联络线路中电源母线相连的集电线相邻的集电线)上任一点K”时，流过联络线MNM全线的零序电流为其下级PVPSm的零序电容电流ICM。因此I1和I3起动，I2和I4不起动，PM处第一与计算元件瞬时动作，起动第一发信机，发出闭锁信号，闭锁两侧保护；PN处I4不起动，经非门输出1，但经t2'(t2和t2'延迟时间相同，只为等待闭锁信号在通道中的传输时间，由于联络线长度一般不超过20km，因此该延时时间是很短的，一般在10ms以内)延时后才送到第三与计算元件，因此第三与计算元件在满足延迟时间前同样输出1，起动第二发信机发出闭锁信号，闭锁本侧与第四与计算元件相连的跳闸回路。满足延迟时间后，第三与计算元件返回，停止发信，但第二收信机已收到PM处发来的闭锁信号，闭锁本侧与第四与计算元件相连的跳闸回路。综上，当区外相邻集电线上发生故障时，两侧保护均能可靠闭锁，不会误动。
(3)当故障发生在区外联络线上时，流过非故障联络线MNM全线的零序电流仍然为零序电容电流ICM，后续保护工作情况与(2)相同。
(4)当接地故障发生在区外下级集电线(一端与逆变型电站联络线路中电源母线相连的集电线)上任一点K'时，流过联络线MNM全线的零序电流为零序电阻电流IR与所有非故障电容支路的零序电容电流的矢量和。因此I1至I4都动作，第一与计算元件和第三与计算元件在满足延迟时间前，分别由I1和I3瞬时起动，第一发信机和第二发信机发出闭锁信号，在满足延迟时间后，第一与计算元件返回，PM处第一发信机停止发信，但第三与计算元件收到I4经非门输出的1后，PN处第二发信机继续发信，发出闭锁信号闭锁两侧保护。综上，当区外下级集电线上发生故障时，两侧保护均可靠闭锁，不会误动。
(5)当接地故障发生在区内联络线MNM上的K点时，流过故障联络线M侧的零序电流为零序电阻电流和零序电容电流取矢量和，因此PM处的I1和I2都动作，而流过故障联络线Nm侧的零序电流为零序电容电流，因此PN处只有I3动作而I4不起动。在满足延迟时间前，分别由I1和I3瞬时起动，第一发信机和第二发信机发出闭锁信号。在满足延迟时间后，PM处的I2动作输出1，起动与第二与计算元件相连的跳闸回路，且第一与计算元件返回，第一发信机停信，PN处的I4不起动经非门输出1，起动与第四与计算元件相连的跳闸回路，且第三与计算元件返回，第二发信机停信，两侧保护动作跳闸。
汇集系统电力电缆总的对地电容电流IC和中性点电阻接地回路电流IR这两个参数可以在现场通过测量获得，由于本发明中的保护方法各起动定值间具有很高的区分度，因此也可以利用一种简化的近似计算结果用于保护整定，IC的近似计算公式如下：
Figure BDA0003125566940000071
其中，I0C为零序电容电流(A)，UN为系统额定线电压(kV)，ω为角频率，C为电缆线路每相对地电容(μF/km)，L为电缆线路长度(km)。
IR的近似计算公式如下：
Figure BDA0003125566940000072
其中，
Figure BDA0003125566940000073
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗。
Figure BDA0003125566940000074
因此，为进一步优化上述技术方案，第一起动元件I1的第一起动定值Q1、第二起动元件I2的第二起动定值Q2、第三起动元件I3的第三起动定值Q3及第四起动元件I4的第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure BDA0003125566940000075
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure BDA0003125566940000076
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
本发明还公开了基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护方法，包括：
S1、采集目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流及目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流；
S2、若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S3；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1并小于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S4；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3和大于第四起动定值Q4，执行步骤S5；
S3、判断区内联络线发生故障，控制对应的断路器断开；
S4、判断区外联络线或相邻集电线发生故障，不发出断路控制信号；
S5、判断区外下级集电线发生故障，不发出断路控制信号。
为进一步优化上述技术方案，第一起动定值Q1、第二起动定值Q2、第三起动定值Q3及第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure BDA0003125566940000081
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure BDA0003125566940000082
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
以图3作为目标逆变型电站来证明本发明的保护方法的有效性：
当Rg＝20Ω时，通过近似公式计算出联络线的汇集系统电力电缆总的对地电容电流IC和中性点电阻接地回路电流IR，可得保护定值整定计算如下。
Figure BDA0003125566940000083
Figure BDA0003125566940000084
当区内联络线MN2上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表1所示，其中“1”表示元件起动，“0”表示元件不起动。
表1区内联络线故障时的保护元件起动结果
Figure BDA0003125566940000085
Figure BDA0003125566940000091
当区外相邻集电线1-5上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表2所示。
表2区外集电线1-5故障时的保护元件动作结果
Figure BDA0003125566940000092
当区外下级集电线2-2上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表3所示。
表3区外集电线2-2故障时的保护元件动作结果
Figure BDA0003125566940000093
当Rg＝150Ω时，近似计算的Q1和Q3起动定值与Rg无关，因此与Rg＝20Ω时的结果一致，而Q3和Q4的保护起动定值整定计算如下。
Figure BDA0003125566940000094
当区内联络线MN2上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表4所示。
表4区内联络线故障时的保护元件动作结果
Figure BDA0003125566940000101
当区外相邻集电线1-5上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表5所示。
表5区外集电线1-5故障时的保护元件动作结果
Figure BDA0003125566940000102
当区外下级集电线2-2上发生故障时，联络线两侧保护PM和PN处的起动元件判定结果如表6所示。
表6区外集电线2-2故障时的保护元件动作结果
Figure BDA0003125566940000103
综上分析结果，表1到表6的保护元件动作结果，与保护方案的设计完全吻合，说明在Rg＝150Ω和Rg＝20Ω时，本发明公开的保护装置及方法能够可靠地判断区内和区外故障，同时实现选择性与速动性。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置，其特征在于，每根联络线上均安装有所述逆变型电站纵联保护装置，每个所述逆变型电站纵联保护装置包括系统侧组件及电源侧组件，系统侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧的系统侧断路器及与系统侧断路器通信连接的系统侧控制装置，电源侧组件包括安装在目标逆变型电站联络线路中电源母线侧的电源侧断路器及与电源侧断路器通信连接的电源侧控制装置，系统侧控制装置与电源侧控制装置均由逻辑电路组成，能够基于零序电流的大小控制系统侧断路器及电源侧断路器的开合；
系统侧控制装置包括第一起动元件I1、第二起动元件I2、第一瞬时动作延时返回元件t1、第一延时动作瞬时返回元件t2、第一与计算元件、第二与计算元件、第一发信机及第一收信机，第一起动元件I1和第二起动元件I2的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第一瞬时动作延时返回元件t1与第一与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出端通过第一延时动作瞬时返回元件t2分别与第一与计算元件和第二与计算元件的输入端相连，第二起动元件I2的输出信号反向注入第一与计算元件，第一与计算元件的输出端与第一发信机的输入端相连，第一发信机的输出端及第一收信机的输入端通过通信通道与电源侧组件通信连接，第一收信机的输出端与第二与计算元件的输入端相连，第一收信机输出的信号反向注入第二与计算元件，第二与计算元件的输出端与系统侧断路器通信连接，第二起动元件I2的起动定值大于第一起动元件I1的起动定值；
电源侧控制装置包括第三起动元件I3、第四起动元件I4、第二瞬时动作延时返回元件t1'、第二延时动作瞬时返回元件t2'、第三与计算元件、第四与计算元件、第二发信机及第二收信机，第三起动元件I3和第四起动元件I4的输入端用于输入目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流，第一起动元件I1的输出端通过第二瞬时动作延时返回元件t1'分别与第三与计算元件及第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出端通过第二延时动作瞬时返回元件t2'分别与第三与计算元件和第四与计算元件的输入端相连，第四起动元件I4的输出信号反向注入第三与计算元件，第三与计算元件的输出端与第二发信机的输入端相连，第二发信机的输出端及第二收信机的输入端通过通信通道与系统侧组件通信连接，第二收信机的输出端与第四与计算元件的输入端相连，第二收信机输出的信号反向注入第四与计算元件，第四与计算元件的输出端与电源侧断路器通信连接，第四起动元件I4的起动定值大于第三起动元件I3的起动定值。
2.如权利要求1所述的基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置，其特征在于，第一起动元件I1的第一起动定值Q1、第二起动元件I2的第二起动定值Q2、第三起动元件I3的第三起动定值Q3及第四起动元件I4的第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure FDA0003585958930000021
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure FDA0003585958930000022
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
3.基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护方法，其特征在于，包括：
S1、采集目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流及目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流；
S2、若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S3；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1并小于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3并小于第四起动定值Q4，执行步骤S4；若目标逆变型电站联络线路中升压站母线侧零序电流大于第一起动定值Q1和大于第二起动定值Q2，且目标逆变型电站联络线路中电源母线侧零序电流大于第三起动定值Q3和大于第四起动定值Q4，执行步骤S5；
S3、判断区内联络线发生故障，控制对应的断路器断开；
S4、判断区外联络线或相邻集电线发生故障，不发出断路控制信号；
S5、判断区外下级集电线发生故障，不发出断路控制信号。
4.如权利要求3所述的基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护方法，其特征在于，第一起动定值Q1、第二起动定值Q2、第三起动定值Q3及第四起动定值Q4按下式计算：
Q1＝Q3＝IC/Ksen
Figure FDA0003585958930000023
式中，IC为目标逆变型电站汇集系统中电力电缆总对地电容电流，
Figure FDA0003585958930000031
为目标逆变型电站汇集系统额定相电压，Rg为中性点电阻接地回路阻抗，Ksen为灵敏系数，取值范围为1.5～2。
CN202110688224.6A 2021-06-22 2021-06-22 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法 Active CN113346465B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110688224.6A CN113346465B (zh) 2021-06-22 2021-06-22 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110688224.6A CN113346465B (zh) 2021-06-22 2021-06-22 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113346465A CN113346465A (zh) 2021-09-03
CN113346465B true CN113346465B (zh) 2022-05-31

Family

ID=77478469

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110688224.6A Active CN113346465B (zh) 2021-06-22 2021-06-22 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113346465B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157038C1 (ru) * 1999-04-27 2000-09-27 Новосибирский государственный технический университет Устройство для выявления присоединения с замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью
CN207283156U (zh) * 2017-11-06 2018-04-27 成都交大许继电气有限责任公司 电气化铁路光纤纵差保护测控系统
CN109286202A (zh) * 2018-07-28 2019-01-29 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法、装置和系统
WO2020073970A1 (zh) * 2018-10-10 2020-04-16 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 光伏电站送出线接地故障的保护方法
CN112968423A (zh) * 2021-02-06 2021-06-15 山东理工大学 过电流保护的接地变压器低压绕组匝间短路故障保护方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108872792B (zh) * 2018-07-16 2019-05-21 西南交通大学 一种输电线路故障检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2157038C1 (ru) * 1999-04-27 2000-09-27 Новосибирский государственный технический университет Устройство для выявления присоединения с замыканием на землю в сети с изолированной нейтралью
CN207283156U (zh) * 2017-11-06 2018-04-27 成都交大许继电气有限责任公司 电气化铁路光纤纵差保护测控系统
CN109286202A (zh) * 2018-07-28 2019-01-29 国网江苏省电力有限公司电力科学研究院 大规模逆变型电源并网联络线电流差动保护方法、装置和系统
WO2020073970A1 (zh) * 2018-10-10 2020-04-16 国网浙江省电力有限公司台州供电公司 光伏电站送出线接地故障的保护方法
CN112968423A (zh) * 2021-02-06 2021-06-15 山东理工大学 过电流保护的接地变压器低压绕组匝间短路故障保护方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Ground-fault currents in unit-connected generators with different elements grounding neutral;M. Fulczyk;《IEEE Transactions on Energy Conversion》;20020807;全文 *
并网光伏电站中性点接地电阻选择与零序保护;李政;《电力自动化设备》;20191230;第39卷(第2期);第2-4节 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113346465A (zh) 2021-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108832606B (zh) 一种计及区域量测能力的主动配电网保护方案
CN109347093B (zh) 一种主站与就地控制结合的配电网自愈控制方法
CN102590655B (zh) 一种直流输电线路方向故障判别元件及判别方法
CN106199341B (zh) 一种单相故障接地工况下的故障线路识别方法和装置
CN103580009B (zh) 基于复合相量平面的自适应过负荷识别系统及其方法
CN103354353A (zh) 一种智能配电网全线速动主保护判别系统及方法
US10951034B2 (en) Protection for an HVDC network
CN109659917B (zh) 一种基于暂态电压的多端柔性直流线路保护方法及装置
CN101917064A (zh) 基于goose方式的数字化变电站变压器后备保护处理方法
CN109975661A (zh) 一种基于斯皮尔曼相关系数的输电线路故障检测方法
CN103337840A (zh) 大型交直流互联电网短路限流器机电暂态模型的控制方法
CN104485736A (zh) 基于保护智能中心的广域后备保护系统及方法
CN105356430B (zh) 一种有源闭环配电网保护系统及方法
CN112803478A (zh) 基于相位极性特征的微电网主动注入式单端保护方法
CN104122489B (zh) 一种直流输电线路单相接地故障选线方法
CN106990320A (zh) 一种微网、微网系统及微网故障定位方法
CN113346465B (zh) 基于零序电流阻容成分的逆变型电站纵联保护装置及方法
CN104882904A (zh) 一种新型的光伏电站被动式防孤岛保护方法
CN112332389A (zh) 一种含逆变型分布式电源的配电网纵联保护系统
CN106469905A (zh) 基于配网“三道防线”的配网保护方法
CN113346462B (zh) 一种基于预测电压幅值的花瓣型配电网联络线路保护方法
CN109193608A (zh) 一种适用于直流电网的阻容型混合式限流器
CN112967904A (zh) 一种换流变压器用瓦斯继电器的接线结构及信号输出方法
CN105914721B (zh) 一种用于多电源配电网络的防越级跳闸系统及其保护方法
Jafarian et al. False Trip in Double-Circuit Lines Due to Improper Time-Settings of the Teleprotection System

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant