[發明專利]一種串補裝置或故障電流限制器裝置的控制保護系統

有效

• 申請號: 201010605585.1
• 申請日: 2010-12-24
• 公開（公告）號: CN102064527A
• 公開（公告）日: 2011-05-18
• 發明（設計）人: 戴朝波;劉慧文;詹雄;燕翚
• 申請（專利權）人: 中電普瑞科技有限公司;中國電力科學研究院
• 主分類號: H02H7/00
• 分類號: H02H7/00;H02J13/00
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

技術領域

本發明屬于電力系統靈活交流輸電(FACTS)領域，具體的說是涉及一種控制和保護功能相互獨立的串補或故障電流限制器裝置的控制保護系統。

背景技術

交流輸電系統的串聯電容器補償技術(簡稱串補)是將電力電容器串聯于交流輸電線路中，補償交流輸電線路的部分感性阻抗，從而達到增加線路輸送容量、提高系統穩定性、降低網損、節約投資等目的。在遠距離、大容量輸電系統中，隨著輸電距離的增加，其輸送能力受到越來越多的限制，而串補是解決這個問題、提高超/特高壓輸電線路送電能力的重要手段之一，具有非常巨大的經濟價值，目前在世界各國電力系統中獲到了廣泛的應用。

晶閘管控制串聯電容器補償裝置(簡稱可控串補)通過改變晶閘管的觸發角來調節可控串補的等值基波阻抗，實現對等值基波阻抗的動態控制，從而可進一步提高電力系統穩定性，增加輸電線路的輸送容量，抑制電力系統低頻振蕩和次同步諧振。當超/特高壓輸電線路發生短路故障時，可控串補立即轉入晶閘管旁路串聯電容器模式，可降低系統的短路電流，提高電力系統的穩定性。

另一方面，電力系統的迅速發展，單機和發電廠容量、變電所容量、城市和工業中心的負荷和負荷密度的繼續增加，以及電力系統之間的互聯，導致現代大電力系統各級電網中的短路電流水平不斷增加。短路電流超標已成為威脅現代電力系統安全運行的重要問題之一。除改變電網結構之外，串聯諧振型故障電流限制器裝置是解決短路電流超標問題的新思路和新途徑。2009年，超高壓故障電流限制器裝置已在華東電網500kV瓶窯變電所掛網運行，該裝置正處于推廣應用階段。

固定串聯電容器補償裝置、晶閘管控制串聯電容器補償裝置、串聯諧振型故障電流限制器轉置等都有控制保護系統。控制保護系統的主要作用為：檢測運行中各種對裝置不利的故障情況，正確動作相關保護，及時準確地隔離故障，保證裝置的安全穩定運行，并配合線路保護來保護系統中的其它設備。除此之外，控制保護系統還能具有電氣量測量和匯總、運行狀態監測、錄波、人機交互等功能。在站內應能實現對旁路斷路器、隔離刀閘、接地刀閘等所有關鍵設備狀態的監視與控制，在調度所內應能通過遠動設備實現對關鍵設備狀態的監視。

目前，串補裝置供應商有ABB、GE、西門子和中國電力科學研究院。串補裝置的控制保護系統均采用了控制部分和保護部分一體化設計思想：控制和保護在同一套裝置內實現。這種設計存在以下缺陷：1，保護裝置掉電，將無法實現對開關、刀閘的遙控；2，在檢修控制保護的控制部分時，保護部分不能正常運行。控制保護系統中的保護部分不運行，則整個裝置必須停運，因此，降低了整個裝置的可用率和利用率；3，裝置接入站內其他電氣量信息等比較困難。

基于此，迫切的需要本領域技術人員開發出一種控制功能和保護功能相互獨立的控制保護系統，該控制保護系統主要針對串補裝置的各種工況設計，同時兼顧串聯諧振型故障電流限制器的要求，也可拓展到整個靈活交流輸電裝置的控制保護系統。

發明內容

為克服現有技術中的上述缺陷，本發明的目的是提供一種控制功能和保護功能相互獨立的串補裝置或故障電流限制器裝置的控制保護系統。該控制保護系統既可用于固定串補、可控串補和串聯諧振型故障電流限制器，又可用于其它靈活交流輸電裝置。該控制保護系統可實現：接收裝置一次電氣量信息，監視相關的開關量信息，完成裝置一次設備的保護算法，在系統故障或裝置故障時，給出相關的保護動作指令，如觸發GAP、合旁路斷路器等，向監控系統實時上傳裝置狀態信息；完成站內電氣量測量、開關量輸入信號采集，并實現對裝置刀閘、斷路器的控制功能。該系統可克服現有串補裝置/故障電流限制器控制保護系統存在的下面三種缺陷：

1.保護裝置掉電，將無法實現對開關、刀閘的遙控；

2.在檢修控制保護的控制部分時，保護部分不能正常運行。控制保護系統中的保護部分不運行，則整個裝置必須停運，因此，降低了整個裝置的可用率和利用率；

3.裝置接入站內其他電氣量信息等比較困難。

為克服現有控制保護系統存在的上述缺陷，更加貼近國內電網運行習慣，本發明的控制保護系統采用以下技術方案來實現：

一種串補裝置或故障電流限制器裝置的控制保護系統，其包括

保護部分，用于獲取串補裝置或故障電流限制器裝置的一次電氣量信息，監視相關的開關量信息，完成裝置一次設備的保護算法，在系統故障或裝置故障時，給出相關的保護動作指令；

控制部分，用于獲取站內電氣量信息和開關量信息，并實現對裝置刀閘、斷路器的控制功能；