專利名稱：一種抑制可控串補線路潛供電流的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可控串補的控制方法，具體涉及一種抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法。
背景技術(shù)：
在超、特高壓系統(tǒng)中，為了提高供電的可靠性，多采用 快速單相自動重合閘。但是，當(dāng)系統(tǒng)的一相因單相接地故障而被切除后，由于相間互感和相間電容的耦合作用，被切除的故障相在故障點仍流過一定數(shù)值的接地電流，這就是潛供電流。該電流是以電弧的形式出現(xiàn)的，也稱潛供電弧。當(dāng)這個電弧瞬間熄滅后，同樣由于相間的耦合作用，在弧隙出現(xiàn)恢復(fù)電壓，這就增加了故障點自動熄弧的困難，可能導(dǎo)致自動重合閘失敗。在線路高抗中性點裝設(shè)適當(dāng)阻值的小電抗，一般可以有效限制潛供電流和恢復(fù)電壓的幅值，加速潛供電流的熄弧，有利于快速單相重合閘的采用。當(dāng)線路上有串補時，在單相接地過程中，若短路點距串補較遠(yuǎn)或小方式運行時，由于MOV電流和能耗均比較小，可能串補的火花間隙沒有動作，旁路開關(guān)沒有動作，從而串補電容器沒有被旁路，電容上殘余電荷通過由串補、高壓電抗器、短路點弧道電阻組成的低頻振蕩回路，如圖I所示，對于帶串補線路，若不采取應(yīng)對措施，在線路發(fā)生單相接地故障時，會顯著增加了潛供電流的暫態(tài)分量，延長了潛供電弧熄滅的時間，對單相重合閘不利。目前對于串補線路常采取保護(hù)聯(lián)動措施，即在線路發(fā)生故障時，線路兩側(cè)繼電保護(hù)系統(tǒng)在啟動線路斷路器分閘同時啟動串補旁路(即命令串補旁路開關(guān)閉合)。串補旁路開關(guān)的合閘時間約為50ms，且存在一定的拒動幾率。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種抑制可控串補線路潛供電流的控制方法，該方法對于帶可控串補線路，在線路發(fā)生單相接地故障時，通過保護(hù)聯(lián)動命令可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式，可以減小潛供電流的暫態(tài)分量，縮短潛供電弧的熄滅時間，并且，晶閘管具有快速動作特性，其動作時間為U s量級，明顯快于旁路開關(guān)的動作時間；故障時同時命令晶閘管、旁路開關(guān)動作，可增加保護(hù)冗余，增強(qiáng)保護(hù)措施的可靠性。本發(fā)明的目的是采用下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種抑制可控串補線路潛供電流的控制方法，其改進(jìn)之處在于，所述方法包括下述步驟A、帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障；B、檢測到故障電流，并向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號；C、所述可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式；D、故障相斷路器分閘完成，潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅；E、所述線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘；F、所述單相接地故障消除，恢復(fù)運行的容抗調(diào)節(jié)模式。
優(yōu)選的，所述步驟A中，某條帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障。優(yōu)選的，所述步驟B中，所述帶有可控串補的線路的線路保護(hù)系統(tǒng)檢測到故障電流，命令帶有可控串補的線路保護(hù)動作，啟動故障相斷路器分閘，同時向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號。優(yōu)選的，所述步驟C中，所述可控串 補控制系統(tǒng)接到線路保護(hù)系統(tǒng)發(fā)來的信號后，控制故障相的晶閘管導(dǎo)通，即進(jìn)入晶閘管旁路模式。優(yōu)選的，所述步驟D中，所述故障相斷路器分閘完成，由于相間耦合作用，故障點仍會有潛供電流流過；若故障為瞬時故障，則潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅，根據(jù)工況的不同，一段時間為0_2s。優(yōu)選的，所述步驟E中，在預(yù)設(shè)的時間后線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘。較選的，所述預(yù)設(shè)的時間為故障后0. 7-1. 2s，根據(jù)實際工況來確定。優(yōu)選的，所述步驟F中，若故障已消除，則重合閘成功，所述線路保護(hù)系統(tǒng)向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)信號，恢復(fù)為正常運行的容抗調(diào)節(jié)模式。優(yōu)選的，所述可控串補的工作模式包括晶閘管閉鎖模式、容抗調(diào)節(jié)模式、感抗調(diào)節(jié)模式和晶閘管旁路模式。優(yōu)選的，所述方法用的可控串補裝置包括電容器、金屬氧化物限壓器MOV、TCR支路、旁路開關(guān)和阻尼回路；所述電容器、金屬氧化物限壓器MOV和TCR依次并聯(lián)；所述阻尼回路與旁路開關(guān)串聯(lián)后再與電容器并聯(lián)。較選的，所述TCR支路包括串聯(lián)的電抗器和反并聯(lián)的晶閘管。優(yōu)選的，所述方法在發(fā)生單相接地故障時同時命令反并聯(lián)的晶閘管和旁路開關(guān)動作?，F(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是I、本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法，在線路發(fā)生單相接地故障時，通過保護(hù)聯(lián)動命令可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式，可以減小潛供電流的暫態(tài)分量，縮短潛供電弧的熄滅時間，并且，晶閘管具有快速動作特性，其動作時間為U s量級，明顯快于旁路開關(guān)的動作時間；故障時同時命令晶閘管、旁路開關(guān)動作，可增加保護(hù)冗余，增強(qiáng)保護(hù)措施的可靠性。2、本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法，以減小潛供電流暫態(tài)分量、加快潛供電弧熄滅，方法簡單易行，也不需要增加設(shè)備，具有良好的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。3、本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法與其它保護(hù)設(shè)備兼容，也不會對系統(tǒng)及設(shè)備安全運行產(chǎn)生影響，具有良好的適用性。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)的串補系統(tǒng)單相接地時的低頻振蕩回路不意圖；圖2是本發(fā)明提供的可控串補接線示意圖；圖3是本發(fā)明提供的可控串補電容器電壓U。和觸發(fā)角a、導(dǎo)通角9、電感電流^示意圖；圖4是本發(fā)明提供的可控串補電抗典型特性示意圖；圖5是本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法的流程圖；圖6 (a)是本發(fā)明提供的典型750kV串補線路單相重合閘過程中潛供電流暫態(tài)過程O-Is波形圖(未采取措施)；圖6 (b)是本發(fā)明提供的典型750kV串補線路單相重合閘過程中潛供電流暫態(tài)過程0. 3-0. 8s波形圖(未采取措施)；圖7 (a)是本發(fā)明提供的典型750kV串補線路單相重合閘過程中潛供電流暫態(tài)過程O-Is波形圖(晶閘管旁路模式)； 圖7 (b)是本發(fā)明提供的典型750kV串補線路單相重合閘過程中潛供電流暫態(tài)過程0. 3-0. 8s波形圖(晶閘管旁路模式)。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖2所示，圖2是本發(fā)明提供的可控串補接線示意圖；該方法用的可控串補裝置包括電容器、金屬氧化物限壓器MOV、TCR支路、旁路開關(guān)和阻尼回路；電容器、金屬氧化物限壓器MOV和TCR依次并聯(lián)；阻尼回路與旁路開關(guān)串聯(lián)后再與電容器并聯(lián)。TCR支路包括串聯(lián)的電抗器和反并聯(lián)的晶閘管?？煽卮a是一種容抗可變的串補，在串補電容器上并聯(lián)有一個晶閘管控制的電抗器，通過調(diào)節(jié)晶閘管的觸發(fā)角，可以改變流過晶閘管一電感支路(thyristor controlledreactor,簡稱TCR支路)的電流，從而改變可控串補的電抗，以期達(dá)到控制調(diào)節(jié)電力系統(tǒng)其他的物理量如電流、電壓、有功、無功等。可控串補的電容器電壓U。、晶閘管觸發(fā)角a、導(dǎo)通角9、電感電流k如錯誤！未找到引用源。3所示。在不同的觸發(fā)角下，可控串補既可能體現(xiàn)為感性，也可能體現(xiàn)為容性。可控串補電抗隨觸發(fā)角變化的典型特性如圖4所示。其中，當(dāng)觸發(fā)角在某個值時，可控串補的電容及電抗發(fā)生并聯(lián)諧振，對應(yīng)的觸發(fā)角為(并聯(lián)諧振時對應(yīng)的晶閘管觸發(fā)角)。可控串補的工作模式可分為下面四種(I)晶閘管閉鎖模式即晶閘管不觸發(fā)，TCR支路相當(dāng)于斷開。這時可控串補容抗與常規(guī)串補沒有區(qū)別。(2)容抗調(diào)節(jié)模式當(dāng)觸發(fā)角a滿足aMs< a < 180°時，可控串補工作在容性電抗調(diào)節(jié)范圍，如圖4所示。正常情況下，可控串補一般工作在容抗調(diào)節(jié)模式下。(3)感抗調(diào)節(jié)模式當(dāng)觸發(fā)角a滿足90° < a < a 時，可控串補工作在圖4的感性電抗調(diào)節(jié)范圍。(4)晶閘管旁路模式當(dāng)觸發(fā)角a =90°時，在無損耗情況下每一個晶閘管的導(dǎo)通角0 =180°，電感處于全接入狀態(tài)，相當(dāng)于電抗和電容器直接并聯(lián)。由于一般來說并聯(lián)電抗的電抗值小于電容器的容抗值，因此在晶閘管旁路模式下，可控串補整體體現(xiàn)為感性。
本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法，對于帶有可控串補的線路，若發(fā)生單相接地故障，要求線路兩側(cè)的線路保護(hù)系統(tǒng)在啟動線路斷路器分閘的同時，命令故障相可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式。如圖5所示，圖5是本發(fā)明提供的控制方法的流程圖。本發(fā)明提供的控制方法包括下述步驟A、某條帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障；B、線路兩側(cè)的線路保護(hù)系統(tǒng)檢測到故障電流，命令線路保護(hù)系統(tǒng)動作，啟動故障相斷路器分閘，同時向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號；C、可控串補控制系統(tǒng)接到線路保護(hù)系統(tǒng)發(fā)來的信號后，控制故障相的晶閘管快速完全導(dǎo)通，即進(jìn)入晶閘管旁路模式；D、故障相斷路器分閘完成，由于相間耦合作用，故障點仍會有潛供電流流過。若故
障為瞬時故障，則潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅，根據(jù)工況的不同，潛供電弧的持續(xù)時間通常為0-2s ；E、在預(yù)設(shè)的時間后(如故障后0. 7-1. 2s)線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘；F、若故障已消除，則重合閘成功，保護(hù)系統(tǒng)向可控串補控制系統(tǒng)發(fā)信號，快速恢復(fù)為正常運行的容抗調(diào)節(jié)模式。潛供電弧的熄滅有兩個條件，一個是經(jīng)過一段時間的衰減后有效值降低，另一個是需要過零才能熄滅。電弧熄滅存在一定的幾率，反復(fù)過零有利于快速熄滅。圖6 (a)前面能看到較明顯的低頻振蕩，減小了過零次數(shù)，不利于潛供電弧的熄滅。本發(fā)明提供的控制方法在故障檢測及恢復(fù)方面，既可以通過線路保護(hù)系統(tǒng)發(fā)出信號，也可通過可控串補自身對故障電流的檢測，或者利用其它設(shè)備進(jìn)行輔助判斷。下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明。實施例I某典型750kV線路帶50%可控串補，在線路上發(fā)生單相接地故障、且可控串補未被旁路的情況下，其潛供電流波形如圖6 (a)和圖6 (b)所示，由圖中可以看出，在串補電容不旁路情況下，潛供電流衰減比較慢。在線路斷路器跳閘0. 5s后，潛供電流有效值約22A。另外，潛供電流波形中還有一個頻率約為5Hz的低頻振蕩分量。該低頻暫態(tài)分量的存在，使得潛供電流的過零次數(shù)減少，對潛供電弧的自滅也不利。實施例2某典型750kV線路帶50%可控串補，采取故障時命令可控串補進(jìn)入旁路模式的措施后的潛供電流波形。其前供電流如圖7 (a)和圖7 (b)所示，由圖中可以看出，采用這種應(yīng)對措施以后，潛供電流中的低頻振蕩分量衰減很快，有利于潛供電流的過零。在線路斷路器跳閘0. 5s后，潛供電流有效值約為17A，低于有串補且故障時不采取措施的潛供電流?？煽卮a中的晶閘管具有快速動作能力，其動作時間為U s量級。因此，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，同時命令反并聯(lián)的晶閘管和旁路開關(guān)動作，可以快速導(dǎo)通，將串聯(lián)電抗器全部投入。本發(fā)明提供的抑制帶有可控串補潛供電流的控制方法，通過在線路單相接地故障時命令可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式，可以減小潛供電流暫態(tài)分量，加快潛供電弧熄滅，有利于線路的單相重合閘操作。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，盡管參照上述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解依然可以對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，而未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何 修改或者等同替換，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
1.一種抑制可控串補線路潛供電流的控制方法，其特征在于，所述方法包括下述步驟 A、帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障； B、檢測到故障電流，并向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號； C、所述可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式； D、故障相斷路器分閘完成，潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅； E、所述線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘； F、所述單相接地故障消除，恢復(fù)運行的容抗調(diào)節(jié)模式。
2.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟A中，某條帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障。
3.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟B中，所述帶有可控串補的線路的線路保護(hù)系統(tǒng)檢測到故障電流，命令帶有可控串補的線路保護(hù)動作，啟動故障相斷路器分閘，同時向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號。
4.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟C中，所述可控串補控制系統(tǒng)接到線路保護(hù)系統(tǒng)發(fā)來的信號后，控制故障相的晶閘管導(dǎo)通，即進(jìn)入晶閘管旁路模式。
5.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟D中，所述故障相斷路器分閘完成，由于相間耦合作用，故障點仍會有潛供電流流過； 若故障為瞬時故障，則潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅；所述一段時間為0-2s。
6.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟E中，在預(yù)設(shè)的時間后線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘。
7.如權(quán)利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)的時間為故障后0.7-1. 2s。
8.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述步驟F中，若故障已消除，則重合閘成功，所述線路保護(hù)系統(tǒng)向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)信號，恢復(fù)為正常運行的容抗調(diào)節(jié)模式。
9.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述可控串補的工作模式包括晶閘管閉鎖模式、容抗調(diào)節(jié)模式、感抗調(diào)節(jié)模式和晶閘管旁路模式。
10.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述方法用的可控串補裝置包括電容器、金屬氧化物限壓器MOV、TCR支路、旁路開關(guān)和阻尼回路； 所述電容器、金屬氧化物限壓器MOV和TCR依次并聯(lián)； 所述阻尼回路與旁路開關(guān)串聯(lián)后再與電容器并聯(lián)。
11.如權(quán)利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述TCR支路包括串聯(lián)的電抗器和反并聯(lián)的晶閘管。
12.如權(quán)利要求I所述的控制方法，其特征在于，所述方法在發(fā)生單相接地故障時同時命令反并聯(lián)的晶閘管和旁路開關(guān)動作。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可控串補的控制方法，具體涉及一種抑制帶有可控串補線路潛供電流的控制方法。該方法包括的步驟為帶有可控串補的線路上發(fā)生單相接地故障；檢測到故障電流，并向可控串補的控制系統(tǒng)發(fā)出信號；可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式；故障相斷路器分閘完成，潛供電弧持續(xù)一段時間后自動熄滅；線路保護(hù)系統(tǒng)控制故障相斷路器重合閘；單相接地故障消除，恢復(fù)運行的容抗調(diào)節(jié)模式。該方法對于在可控串補線路發(fā)生單相接地故障時，通過保護(hù)聯(lián)動命令可控串補進(jìn)入晶閘管旁路模式，可以減小潛供電流的暫態(tài)分量，縮短潛供電弧的熄滅時間，故障時同時命令晶閘管、旁路開關(guān)動作，可增加保護(hù)冗余，增強(qiáng)保護(hù)措施的可靠性。
文檔編號H02H7/26GK102709887SQ20121015364
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月17日
發(fā)明者劉娟楠, 周佩朋, 孫強(qiáng), 宋瑞華, 尚勇, 杜寧, 班連庚, 鄭彬, 韓亞楠, 項祖濤, 魏磊 申請人:中國電力科學(xué)研究院, 西北電網(wǎng)有限公司