專利名稱：超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，特別是一種應(yīng)用 于帶故障電流限制器的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)。
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^Ji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(kāi)關(guān)Bi與晶閘管閥r斷
開(kāi)，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0;當(dāng) 輸電線路發(fā)生短路故障時(shí)，開(kāi)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A。故障電流限制器的旁路開(kāi)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(lái)說(shuō)都是永久性故障。此時(shí)采用自 動(dòng)重合閘則會(huì)造成對(duì)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)備損壞。但傳統(tǒng)的保護(hù)裝置內(nèi)的自動(dòng)重合閘無(wú)法判斷出故障發(fā)生 的位置，需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能夠判斷出故障發(fā)生位置的超高壓 輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案
一種超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，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(kāi)關(guān)，所述超高壓輸電線路至少具有設(shè)置在靠近所述 故障電流限制器位置的第 一重合閘，以及設(shè)置在遠(yuǎn)離所述故障電流限制器位置 的第二重合閘。所述重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)包括連接至第 一重合閘的第 一啟動(dòng)裝置， 所述第一啟動(dòng)裝置包含第一阻抗測(cè)量模塊、第一比較模塊、第一判斷模塊、或 門和與門，所述第一阻抗測(cè)量模塊連接至第一比較模塊，所述第一比較模塊的 輸出與第 一判斷模塊的輸出 一起輸入或門，所述或門的輸出與第 一重合閘的一 第一保護(hù)跳閘信號(hào)一起輸入與門，并由所述與門輸出一第一啟動(dòng)重合閘信號(hào)。
在上述第 一啟動(dòng)裝置中，所述第 一 比較模塊的另 一個(gè)輸入是第 一預(yù)設(shè)值
xZ!，其中，Zi為故障電流限制器內(nèi)部電抗器阻抗的絕對(duì)值，x為一個(gè)0.1~1.5 內(nèi)的系數(shù)。所述第一判斷模塊用于判斷所述故障電流限制器的旁路開(kāi)關(guān)是否閉 合。
所述重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)還包括連接至第二重合閘的第二啟動(dòng)裝置，所述第二 啟動(dòng)裝置包含第二阻抗測(cè)量模塊、第二比較模塊、第二判斷模塊、與門和或門， 所述第二阻抗測(cè)量模塊經(jīng)由第二比較模塊的輸出與第二重合閘的 一第二保護(hù)跳 閘信號(hào)一起輸入與門，所述與門的輸出與第二判斷模塊的輸出一起輸入或門， 并由所述或門輸出一第二啟動(dòng)重合閘信號(hào)。
在上述第二啟動(dòng)裝置中，所述第二比較模塊的另一個(gè)輸入是第二預(yù)設(shè)值 xZL,其中ZL為超高壓輸電線路阻抗的絕對(duì)值，x為一個(gè)從0.1-1.5的系數(shù)。所 述第二判斷模塊用于判斷是否同時(shí)滿足相電壓〉xl*額定相電壓，以及線電壓 >乂2*額定線電壓，其中，xl和x2分別是0.5-1.2內(nèi)的系數(shù)。
綜上所述，釆用本實(shí)用新型的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)阻 抗測(cè)量模塊與比較模塊，可以對(duì)故障發(fā)生位置進(jìn)行判斷，從而有效地避免現(xiàn)有 技術(shù)中無(wú)法識(shí)別故障發(fā)生位置而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。


通過(guò)以下對(duì)本實(shí)用新型的一實(shí)施例結(jié)合其附圖的描述，可以進(jìn)一步理解其 實(shí)用新型的目的、具體結(jié)構(gòu)特征和優(yōu)點(diǎn)。其中，附圖為 圖1為現(xiàn)有技術(shù)的諧振型故障電流限制器的原理圖；圖2為帶有故障電流限制器的超高壓輸電線鴻蕃線示意圖； 圖3為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的第一啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型一較佳實(shí)施例的第二啟動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為本實(shí)用新型一4交佳實(shí)施例的第二判斷模塊的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例作詳細(xì)描述，需要說(shuō)明的是，圖3 至圖5中，帶有"&"符號(hào)的邏輯門表示與門，帶有"y，符號(hào)的邏輯門表示或門。
請(qǐng)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。在本實(shí)用新型一較佳實(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(shuō)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和五"分別表示電源，為 輸電線路供電。
本實(shí)用新型的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)是基于如下思路設(shè)計(jì)的如果故障電流限制 器的旁路開(kāi)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(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成影響，可以允許保護(hù)跳閘 信號(hào)直接啟動(dòng)重合閘；若故障電流限制器的旁路開(kāi)關(guān)B2斷開(kāi)，則需要區(qū)別對(duì)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(duì)系統(tǒng)it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，因此可以根據(jù)測(cè)量阻抗的相位以 及絕對(duì)值的大小來(lái)判斷故障發(fā)生的位置。例如，根據(jù)M位置測(cè)量到的電壓"w 和電流/w,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(cè)得的阻抗小于故障電流限制器內(nèi)電抗器的阻抗Z1 ， 而當(dāng)故障發(fā)生在線路上時(shí)，該測(cè)得的阻抗值應(yīng)該大于甚至遠(yuǎn)大于Zj。
在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，該重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)包括分別連接至第一、 第二重合閘的第一、第二啟動(dòng)裝置。對(duì)于設(shè)置在靠近故障電流限制器M側(cè)的第一啟動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示，具體包括第一阻抗測(cè)量^f莫塊、第一比 較模塊、第一判斷模塊、或門和與門。其中，第一阻抗測(cè)量模塊用于測(cè)量M側(cè) 的阻抗絕對(duì)值，即|^〃 |;第一比較模塊用于將測(cè)量阻抗的絕對(duì)值l^〃」與另 一輸入值xZi進(jìn)行比較(其中Z,為故障電流限制器內(nèi)電抗器阻抗的絕對(duì)值，x 為一個(gè)從0.1~1.5的系數(shù))若l^〃」大于xZp則可以認(rèn)為故障發(fā)生在線路上， 此時(shí)第一比較模塊的輸出值Md2為1，否則為0;第一判斷模塊用于判斷旁路開(kāi) 關(guān)B2是否閉合，若旁路開(kāi)關(guān)B2閉合，則第一判斷模塊的輸出值Md3為1，否 則為0。第一比較^f莫塊的輸出值Md2和第一判斷模塊的輸出值Md3 —起輸入或 門，得到一輸出信號(hào)Md4, Md4與用于啟動(dòng)第一重合閘的第一保護(hù)跳閘信號(hào)一 起輸入與門，并通過(guò)與門輸出第一啟動(dòng)重合閘信號(hào)Md5。
根據(jù)第一啟動(dòng)裝置的上述啟動(dòng)邏輯可知，當(dāng)故障電流限制器的旁路開(kāi)關(guān)B2 閉合，即故障電流限制器整體退出工作時(shí)，無(wú)論Nd2為何值，第一保護(hù)跳閘信 號(hào)均可直接啟動(dòng)第一重合閘。當(dāng)故障電流限制器的旁路開(kāi)關(guān)B2斷開(kāi)時(shí)，則需要 通過(guò)阻抗測(cè)量判斷故障發(fā)生的位置，如果測(cè)量阻抗的絕對(duì)值lc/J4l大于xZi,則 認(rèn)為故障發(fā)生在線路上，允許啟動(dòng)第一重合閘，如果測(cè)量阻抗的絕對(duì)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，禁止啟動(dòng)第一重合閘。
對(duì)于設(shè)置在遠(yuǎn)離故障電流限制器N側(cè)的第二啟動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 4所示，具體包括第二阻抗測(cè)量模塊、第二比較模塊、第二判斷模塊、與門和或 門，其中，第二阻抗測(cè)量模塊用于測(cè)量N側(cè)的阻抗絕對(duì)值，即|" 〃 |;第二比 較模塊用于將測(cè)量阻抗的絕對(duì)值|^/ // |與另一輸入值xZt進(jìn)行比較(其中Z^為 超高壓輸電線路阻抗的絕對(duì)值，x為一個(gè)從0.1 1.5的系數(shù))，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(cè) 量阻抗的絕對(duì)值|^/ 〃 |小于xZt時(shí)，則可以判定故障發(fā)生在超高壓輸電線路上， 而不是故障電流限制器內(nèi)，第二比較模塊的輸出值Nd2為1,否則Nd2為0。
第二判斷模塊用于判斷M側(cè)的第 一重合閘是否啟動(dòng)，此處設(shè)置第二判斷模 塊的原因是第二重合閘安裝在遠(yuǎn)離故障電流限制器的N位置，無(wú)法獲取旁路 開(kāi)關(guān)B2的狀態(tài)，因此不能僅根據(jù)阻抗測(cè)量的結(jié)果確定是否啟動(dòng)第二重合閘。由 于在M側(cè)的第一啟動(dòng)裝置能夠獲取旁路開(kāi)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(shuō)明旁路開(kāi)關(guān)B2已將故障電流限制器旁路，因此N側(cè)的第
6二重合閘也應(yīng)該重合上。
于本實(shí)施例中，第二判斷模塊采用"電壓正常"判據(jù)來(lái)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>^*額定線電壓時(shí)，線路上的電壓是正常電壓，第二 判斷模塊的輸出值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(duì)于圖2所示的輸電線路，當(dāng)M、 N側(cè)的重合閘都斷開(kāi)的時(shí) 候，由于沒(méi)有電源給線路供電，因此兩側(cè)電壓互感器測(cè)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(cè)到正常電壓，即對(duì)側(cè)已經(jīng)重合成功。
第二比較模塊的輸出Nd2與用于啟動(dòng)第二重合閘的第二保護(hù)跳閘信號(hào)一起 輸入與門，得到一輸出信號(hào)Nd3, Nd3與第二判斷模塊的輸出Nd4—起輸入或 門，并通過(guò)或門輸出第二啟動(dòng)重合閘信號(hào)Nd5。
根據(jù)第二啟動(dòng)裝置的上述啟動(dòng)邏輯可知，當(dāng)N位置的測(cè)量阻抗的絕對(duì)值 |[/ 〃 |小于xZt時(shí)，可以判定故障發(fā)生在超高壓輸電線路上，則無(wú)論Nd4為何 值，第二保護(hù)跳閘信號(hào)可直接啟動(dòng)第二重合閘。當(dāng)測(cè)量阻抗絕對(duì)值大于等于XZL 時(shí)，需進(jìn)一步判斷第一重合閘是否啟動(dòng)，即"電壓正常"判據(jù)是否成立，當(dāng)判斷出 電壓正常時(shí)，啟動(dòng)N側(cè)的第二重合閘，否則，禁止啟動(dòng)第二重合閘。
需要特別說(shuō)明的是，本實(shí)用新型的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)不局 限于上述實(shí)施例中所限定的結(jié)構(gòu)，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳 細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行修改或者等 同替換，而不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(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)系統(tǒng)，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(kāi)關(guān)，所述超高壓輸電線路至少具有設(shè)置在靠近所述故障電流限制器位置的第一重合閘，以及設(shè)置在遠(yuǎn)離所述故障電流限制器位置的第二重合閘，其特征在于，所述重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)包括連接至第一重合閘的第一啟動(dòng)裝置，所述第一啟動(dòng)裝置包含第一阻抗測(cè)量模塊、第一比較模塊、第一判斷模塊、或門和與門，所述第一阻抗測(cè)量模塊連接至第一比較模塊，所述第一比較模塊的輸出與第一判斷模塊的輸出一起輸入或門，所述或門的輸出與第一重合閘的一第一保護(hù)跳閘信號(hào)一起輸入與門，并由所述與門輸出一第一啟動(dòng)重合閘信號(hào)。
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)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第一比較模塊的另一個(gè)輸入是第一預(yù)設(shè)值xZp其中，A為故障電流限制器 內(nèi)部電抗器阻抗的絕對(duì)值，x為一個(gè)0.1-1.5內(nèi)的系數(shù)。
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)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第 一判斷模塊用于判斷所述故障電流限制器的旁路開(kāi)關(guān)是否閉合。
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)系統(tǒng)，其特征在于， 還包括連接至第二重合閘的第二啟動(dòng)裝置，所述第二啟動(dòng)裝置包含第二阻抗測(cè) 量模塊、第二比較模塊、第二判斷模塊、與門和或門，所述第二阻抗測(cè)量模塊 經(jīng)由第二比較模塊的輸出與第二重合閘的 一第二保護(hù)跳閘信號(hào)一起輸入與門， 所述與門的輸出與第二判斷模塊的輸出 一起輸入或門，并由所述或門輸出 一第 二啟動(dòng)重合閘信號(hào)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二比較模塊的另一個(gè)輸入是第二預(yù)設(shè)值xZt,其中Zt為超高壓輸電線路 阻抗的絕對(duì)值，x為一個(gè)從0.1-1.5的系數(shù)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述第二判斷模塊用于判斷是否同時(shí)滿足相電壓〉xl*額定相電壓，以及線電壓 >。*額定線電壓，其中，xl和x2分別是0.5 1.2內(nèi)的系數(shù)。
專利摘要本實(shí)用新型提供的超高壓輸電線路的重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)用于帶有故障電流限制器(FCL)的超高壓輸電線路中，該FCL具有一可將其從輸電線路中旁路的開(kāi)關(guān)，且該輸電線路上在靠近和遠(yuǎn)離FCL的位置分別設(shè)有第一重合閘和第二重合閘，所述重合閘啟動(dòng)系統(tǒng)包括連接至第一重合閘的第一啟動(dòng)裝置，其包含第一阻抗測(cè)量模塊、第一比較模塊、第一判斷模塊、或門和與門，第一阻抗測(cè)量模塊連接至第一比較模塊，第一比較模塊的輸出與第一判斷模塊的輸出一起輸入或門，或門的輸出與第一保護(hù)跳閘信號(hào)一起輸入與門，并通過(guò)與門輸出第一啟動(dòng)重合閘信號(hào)。本實(shí)用新型通過(guò)測(cè)量阻抗來(lái)判斷故障發(fā)生的位置，以避免因無(wú)法識(shí)別故障發(fā)生位置而導(dǎo)致的設(shè)備損壞。
文檔編號(hào)H02H3/06GK201327990SQ20082015293
公開(kāi)日2009年10月14日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者冰 沈, 偉 鮑 申請(qǐng)人:華東電力試驗(yàn)研究院有限公司