專利名稱：超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，特別是一種應(yīng)用于超 高壓帶故障電流限制器的重合閘啟動(dòng)方法。
背景技術(shù)：
為了限制電流系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)產(chǎn)生的短路電流，目前華東電網(wǎng)正在籌
備在超高壓輸電線路上安裝諧振型故障電流限制器(FCL)，所述諧振型故障電
流限制器的原理如圖i所示，當(dāng)輸電線路正常運(yùn)行時(shí)，開關(guān)Bi與晶閘管閥r斷
開，電感A與電容C發(fā)生串聯(lián)諧振，此時(shí)故障電流限制器的等效阻抗為O;當(dāng) 輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，開關(guān)B,與晶閘管閥r導(dǎo)通，電容器C被旁路，此時(shí) 故障電流限制器的等效阻抗為Zn。故障電流限制器的旁路開關(guān)B2用于旁路該故 障電流限制器，4吏之退出運(yùn)行。
由于發(fā)生在輸電線路上的故障很大一部分是瞬時(shí)性故障，在切除線路后故 障隨即消失，因此超高壓線路在故障后采用自動(dòng)重合閘邏輯快速投入線路，這 有利于提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。然而，如果故障發(fā)生在故障電流限制器內(nèi)部的電抗 器、電容器、晶閘管等一次設(shè)備上時(shí)， 一般來說都是永久性故障。此時(shí)采用自 動(dòng)重合閘則會(huì)造成對系統(tǒng)的又一次沖擊，不但不能提高系統(tǒng)的暫停穩(wěn)定，還可 能造成一次設(shè)"^損壞。但傳統(tǒng)的保護(hù)裝置內(nèi)的自動(dòng)重合閘無法判斷出故障發(fā)生 的位置，需要對其進(jìn)行改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，所迷超高壓 輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法對繼電保護(hù)中的啟動(dòng)自動(dòng)重合閘邏輯進(jìn)行了改進(jìn)， 使其能夠適用于帶有故障電流限制器的線路，并且能夠防止因故障電流限制器 內(nèi)部器件損壞，造成重合閘啟動(dòng)后對整個(gè)系統(tǒng)的沖擊。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法， 應(yīng)用于帶有一故障電流限制器的超高壓輸電線路中，所述故障電流限制器具有 一可將該故障電流限制器從超高壓輸電線路中旁路的旁路開關(guān)，所述超高壓輸 電線路上至少具有第一和第二重合閘，分別設(shè)置在靠近所述故障電流限制器的
第 一位置以及遠(yuǎn)離所述故障電流限制器的第二位置，所述方法包括下列步驟 在靠近所述故障電流限制器的第 一位置，判斷故障是否產(chǎn)生于故障電流限制器 內(nèi)部，若是，獲取旁路開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)，若為閉合，則啟動(dòng)第一重合閘，否則， 禁止啟動(dòng)第一重合閘；然后，獲取旁路開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)，若為閉合，則啟動(dòng)第 一重合閘，否則，禁止啟動(dòng)第一重合閘；在遠(yuǎn)離所述故障電流限制器的第二位 置，判斷故障是否產(chǎn)生于故障電流限制器內(nèi)部，若是，則進(jìn)一步判斷所述第一 重合閘是否啟動(dòng)，若是，則啟動(dòng)第二重合閘，否則禁止啟動(dòng)第二重合閘。
所述步驟al進(jìn)一步包括測量第一位置處的阻抗，并將測得阻抗的絕對值 與第一預(yù)設(shè)值xZ!進(jìn)^f亍比較，其中，Zi為電抗器阻抗的絕對值，x為一個(gè)0.1 1.5 內(nèi)的系數(shù)，如果阻抗的絕對值小于等于所述第一預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為故障產(chǎn)生在所 述故障電流限制器內(nèi)部。
所述步驟bl進(jìn)一步包括測量第二位置處的阻抗，并將測得阻抗的絕對值 與第二預(yù)設(shè)值xZL進(jìn)行比較，其中，Zt為超高壓輸電線路阻抗的絕對值，x為一 個(gè)0.1 L5內(nèi)的系數(shù)，如果阻抗的絕對值大于等于所述第二預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為故障 產(chǎn)生在所述故障電流限制器內(nèi)部。
所述步驟b2通過電壓正常邏輯判據(jù)來確定第一重合閘是否啟動(dòng)，所迷電壓 正常邏輯判據(jù)為當(dāng)同時(shí)滿足相電壓、1*額定相電壓，以及線電壓>乂2*額定線 電壓時(shí)，電壓正常邏輯判據(jù)成立，認(rèn)為第一重合閘啟動(dòng)，其中，xl和x2分別是 0.5~1.2內(nèi)的系數(shù)。
綜上所述，采用本發(fā)明的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法通過測量阻抗 的大小來判斷故障是否發(fā)生在故障電流限制器的內(nèi)部，可有效避免現(xiàn)有技術(shù)中 無法識別故障發(fā)生位置而導(dǎo)致的系統(tǒng)沖擊及其引起的設(shè)備損壞。


通過以下對本發(fā)明的一實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其發(fā)明
4的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為
圖l為現(xiàn)有技術(shù)的諧振型故障電流限制器的原理圖2為帶有故障電流限制器的超高壓輸電線洛接線示意圖3為本發(fā)明的設(shè)置在靠近故障電流限制器的第一位置的第一重合閘的啟
動(dòng)重合閘邏輯示意圖4為本發(fā)明的設(shè)置在遠(yuǎn)離故障電流限制器的第二位置的第二重合閘的啟
動(dòng)重合閘邏輯示意圖5為本發(fā)明中電壓正常邏輯判據(jù)的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)描述，需要說明的是，圖3至 圖5中，帶有"&"符號的邏輯門表示與門，帶有'》1"符號的邏輯門表示或門。
請參閱圖2,其顯示了帶有故障電流限制器(FLC)的超高壓輸電線路接線 示意圖。在本發(fā)明一較佳實(shí)施例中，以超高壓輸電線路上設(shè)有第一、第二兩個(gè) 重合閘為例進(jìn)行說明，該第一、第二重合閘分別設(shè)置在靠近故障電流限制器的 M位置和遠(yuǎn)離故障電流限制器的N位置，圖中五m和&分別表示電源，為輸電 線路供電。
本發(fā)明提出的啟動(dòng)重合閘的邏輯如下如果故障電流限制器的旁路開關(guān)B2 閉合，即故障電流限制器整體退出工作，則即使故障電流限制器內(nèi)部的一次設(shè) 備發(fā)生故障，也不會(huì)對整個(gè)系統(tǒng)造成影響，可以允許保護(hù)跳閘信號直接啟動(dòng)重 合閘；若故障電流限制器的旁路開關(guān)B2斷開，則需要區(qū)別對待發(fā)生在電流限制 器內(nèi)部的故障和線路上的故障。如果故障發(fā)生在故障電流限制器內(nèi)部，則為了 避免對系統(tǒng)造成不必要的損壞或沖擊，應(yīng)當(dāng)禁止啟動(dòng)重合閘；如果故障發(fā)生在 線路上，則可以允許啟動(dòng)重合閘。
由于單位線路的電抗和電阻值是固定的，因此可以4艮據(jù)測量阻抗的相位以 及絕對值的大小來判斷故障發(fā)生的位置。例如，根據(jù)M位置測量到的電壓 和電流^，可以計(jì)算出一個(gè)阻抗值，當(dāng)電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，這個(gè)阻抗是一個(gè) 很大的值；而當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，這個(gè)阻抗的值就等于M位置到故障點(diǎn)之 間的線路阻抗，由于M位置離故障電流限制器很近，因此，當(dāng)故障發(fā)生在故障電流限制器內(nèi)部時(shí)，M位置測得的阻抗小于故障電流限制器內(nèi)電抗器的阻抗Zi, 而當(dāng)故障發(fā)生在線路上時(shí)，該測得的阻抗值應(yīng)該大于甚至遠(yuǎn)大于Z"
對于設(shè)置在靠近故障電流限制器M側(cè)的第一重合閘，其啟動(dòng)重合閘邏輯如 圖3所示。保護(hù)跳閘信號Mdl與允許信號Md4通過與門發(fā)出啟動(dòng)重合閘信號 Md5。若故障電流限制器的旁路開關(guān)B2閉合，即故障電流限制器整體退出工作， Md3為l，此時(shí)無論Md2為何值，Md2、 Md3通過或門的值，即允許信號Md4 為1,則保護(hù)跳閘信號可直接啟動(dòng)第一重合閘。若故障電流限制器的旁路開關(guān) B2斷開，則Md3為0，此時(shí)需要通過阻抗測量判斷故障發(fā)生的位置，如果測量 阻抗的絕對值l^/4l大于xZ,(其中Z,為電抗器阻抗的絕對值，x為一個(gè)從 0，1 1.5的系數(shù))，則可以認(rèn)為故障發(fā)生在線路上，此時(shí)Md2為l，則Md4為l， 能夠啟動(dòng)第一重合閘。如果測量阻抗的絕對值小于等于xZp則認(rèn)為故障發(fā)生在 故障電流限制器內(nèi)部，這時(shí)Md2為0，由于Md3也為0，因此Md4和Md5均 為0,不啟動(dòng)第一重合閘。
對于設(shè)置在遠(yuǎn)離故障電流限制器N側(cè)的第二重合閘，其啟動(dòng)重合閘邏輯如 圖4所示。首先，在N側(cè)通過測量阻抗判斷故障發(fā)生的位置。由于故障電流限 制器安裝在M側(cè)，故障后相當(dāng)于在M側(cè)安裝了一個(gè)大電感，因此當(dāng)N位置的 測量阻抗的絕對值l^〃」小于xZt時(shí)(其中ZL為超高壓輸電線路阻抗的絕對值， x為一個(gè)從0.1 1.5的系數(shù))，可以判定故障發(fā)生的位置位于超高壓輸電線路上， 而不是故降電流限制器內(nèi)，Nd2的值為l，則保護(hù)跳閘信號Ndl和Nd2—起輸 入與門后，其輸出值Nd3-Ndl，接著，Nd3和Nd4—起輸入或門，則無論Nd4 為何值，當(dāng)保護(hù)跳閘信號Ndl的值為1時(shí)，輸出的啟動(dòng)重合閘信號Nd5為1， 即保護(hù)跳閘信號可直接啟動(dòng)第二重合間。
當(dāng)測量阻抗絕對值大于等于xZ^時(shí)，Nd2的值為0，即故障發(fā)生在故障電流 限制器內(nèi)。由于該第二重合閘安裝在遠(yuǎn)離故障電流限制器的N位置，無法獲取 旁路開關(guān)B2的狀態(tài)，因此僅根據(jù)Nd2為O就禁止第二重合閘啟動(dòng)的話，在邏輯 上存在疏漏，為此，還需要判斷靠近故障電流限制器M側(cè)的第一重合閘是否啟 動(dòng)，因?yàn)樵贛側(cè)能夠得到旁路開關(guān)B2的狀態(tài)，如果M側(cè)的第一重合閘已經(jīng)重 合成功，則說明旁路開關(guān)B2已將故障電流限制器旁路，因此N側(cè)的第二重合閘 也應(yīng)該重合上。于本實(shí)施例中，利用"電壓正常"判據(jù)來判斷M側(cè)保護(hù)裝置的第一重合閘是 否重合成功，其具體判斷條件如圖5所示，當(dāng)同時(shí)滿足相電壓〉x"額定相電壓， 以及線電壓>乂2*額定線電壓時(shí)，線路上的電壓是正常電壓，即對應(yīng)圖4中的Nd4 為1,否則Nd4為0。其中，xl和x2分別是0.5 1.2內(nèi)的系數(shù)，相電壓指三相 制輸電系統(tǒng)中每一相與大地之間的電壓，線電壓指任意兩相之間的電壓。對于 圖2所示的輸電線路，當(dāng)M、 N側(cè)的重合閘都斷開的時(shí)候，由于沒有電源給線 路供電，因此兩側(cè)電壓互感器測量到的相、線電壓要小于額定值；而當(dāng)M側(cè)重 合成功后，由于&給線路供電，因此N側(cè)也能感受到正常電壓。因此可以認(rèn)為， 只要能夠檢測到正常電壓，即對側(cè)已經(jīng)重合成功。
增加了"電壓正常，，這一判據(jù)后，N側(cè)的第二重合閘的啟動(dòng)重合閘邏輯輸出為 Nd3和Nd4經(jīng)過或門后的結(jié)果，即當(dāng)故障發(fā)生在線路上或者判斷出電壓正常(即 M側(cè)的第一重合閘已經(jīng)重合成功)時(shí)，啟動(dòng)N側(cè)的第二重合閘。
需要特別說明的是，本發(fā)明的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法不局限于 上述實(shí)施例中所限定步驟執(zhí)行順序，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì) 說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換， 而不脫離本發(fā)明的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1、一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，應(yīng)用于帶有一故障電流限制器的超高壓輸電線路中，所述故障電流限制器具有一可將該故障電流限制器從超高壓輸電線路中旁路的旁路開關(guān)，所述超高壓輸電線路上至少具有第一和第二重合閘，分別設(shè)置在靠近所述故障電流限制器的第一位置以及遠(yuǎn)離所述故障電流限制器的第二位置，其特征在于，所述方法包括下列步驟a1.在靠近所述故障電流限制器的第一位置，判斷故障是否產(chǎn)生于故障電流限制器內(nèi)部，若是，則進(jìn)入步驟a2，否則啟動(dòng)第一重合閘；a2.獲取旁路開關(guān)的當(dāng)前狀態(tài)，若為閉合，則啟動(dòng)第一重合閘，否則，禁止啟動(dòng)第一重合閘；b1.在遠(yuǎn)離所述故障電流限制器的第二位置，判斷故障是否產(chǎn)生于故障電流限制器內(nèi)部，若是，則進(jìn)入步驟b2，否則啟動(dòng)第二重合閘；b2.判斷所述第一重合閘是否啟動(dòng)，若是，則啟動(dòng)第二重合閘，否則禁止啟動(dòng)第二重合閘。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，其特征在于， 步驟al進(jìn)一步包括測量第一位置處的阻抗，并將測得阻抗的絕對值與第一預(yù) 設(shè)值xZi進(jìn)行比較，其中，Zi為故障電流限制器內(nèi)部電抗器阻抗的絕對值，x為 一個(gè)0.1-1.5內(nèi)的系數(shù)，如果阻抗的絕對值小于等于所述第一預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為故 障產(chǎn)生在所述故障電流限制器內(nèi)部。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，其特征在于， 步驟bl進(jìn)一步包括測量第二位置處的阻抗，并將測得阻抗的絕對值與第二預(yù) 設(shè)值xZL進(jìn)行比較，其中，ZL為超高壓輸電線路阻抗的絕對值，x為一個(gè)0.1-1.5 內(nèi)的系數(shù)，如果阻抗的絕對值大于等于所述第二預(yù)設(shè)值，則認(rèn)為故障產(chǎn)生在所 述故障電流限制器內(nèi)部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，其特征在于， 步驟b2通過電壓正常邏輯判據(jù)來確定第一重合閘是否啟動(dòng)，所迷電壓正常邏輯 判據(jù)為當(dāng)同時(shí)滿足相電壓^1*額定相電壓，以及線電壓>^*額定線電壓時(shí)， 電壓正常邏輯判據(jù)成立，認(rèn)為第一重合閘啟動(dòng)，其中，xl和x2分別是0.5~1.2 內(nèi)的系數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)方法，應(yīng)用于帶有一故障電流限制器的超高壓輸電線路中。所述方法首先判斷測量阻抗是否大于xZ₁來確定故障發(fā)生的位置，若是，則認(rèn)為故障發(fā)生在輸電線路上，允許啟動(dòng)重合閘，否則，認(rèn)為故障發(fā)生于故障電流限制器內(nèi)部，需進(jìn)一步判斷該故障電流限制器的旁路開關(guān)是否閉合，即該故障電流限制器是否已整體退出工作，若是，則允許啟動(dòng)重合閘，否則禁止啟動(dòng)重合閘。采用本發(fā)明的重合閘啟動(dòng)方法，可以防止在故障電流限制器內(nèi)部元件損壞的情況下啟動(dòng)重合閘，從而避免超高壓輸電線路受到?jīng)_擊。
文檔編號H02H7/00GK101673927SQ20081004281
公開日2010年3月17日 申請日期2008年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月11日
發(fā)明者冰 沈, 偉 鮑 申請人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司