[發明專利]大規模風電場故障選相方法

有效

• 申請號: 201310366314.9
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103399260A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 陳曦;付江;肖成剛;李敬;馮迎春;何軼斌;宋輝;孔斌;郭海濱
• 申請（專利權）人: 寧夏回族自治區電力設計院
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 銀川長征知識產權代理事務所 64102
• 代理人: 馬長增

技術領域：

本發明涉及電力系統領域中繼電保護的方法，特別涉及一種大規模風電場故障選相方法。

背景技術：

大規模風電場是現代電力系統重要的新能源基地，輸電線路是電力系統輸送電的基本設備，在電力系統中占有非常重要的地位。大規模風電場輸電線路故障時，若不能及時切除或誤切除，會對風電場能源系統影響較大，容易造成大規模風電場解列，以及變壓器越級跳閘等重大事故。目前隨著風電場規模的擴大，高壓/超高壓/特高壓線路擔負風電場能源輸送的重要任務，它們造價極為昂貴，一旦因故障而遭到損壞，檢修難度大、時間長，對國民經濟造成的直接和間接損失十分巨大。因此，對高壓/超高壓線路保護裝置的選擇性、快速性、可靠性、靈敏性提出了更高的要求。

選相元件是高壓/超高壓線路保護的重要組成部分，輸電線路保護中正確選相是確保距離保護正確動作的重要條件，同時也是實現輸電線路單相重合閘的前提條件。

對于傳統高壓/超高壓/特高壓線路，故障選相元件能夠正確的選擇各種類型的故障。對于大型風電場聯絡線路，風電場相對于高壓/超高壓/特高壓聯絡線路而言相當于一個中性點接地的弱電源系統，其零序等值阻抗遠遠小于正負序等值阻抗，這就直接導致了接地故障中零序電流遠遠大于正負序故障電流，這一故障特征完全不同于傳統電力系統的故障分析特征，傳統輸電線路保護的選相原理，例如突變量選相原理，序分量選相原理完全不能適用于這種大規模風電場聯絡線路保護的故障選相。

發明內容：

鑒于此，有必要設計一種大規模風電場故障選相方法。

????一種大規模風電場故障選相方法，其特征在于，包括以下步驟：

計算各序電流和各相電壓及相間電壓；大型風電場線路保護裝置對互感器的電壓電流波形采樣得到電壓電流瞬時值；通過傅氏算法求出各序電流、、及各相電壓及相間電壓；其中0，1，2，分別代表零序，正序，負序分量；；；分別代表三個不同的相；

?????????????????????????????????（1）

?????????????????????????????????（2）

????????????????????????????????????（3）

式（1）、（2）中，為常數；

判斷是否為單相短路故障；對于單相短路故障，可利用零序電流遠大于正負序電流的特點，其選相判據如下式所示：

??????????????????????????????????????（4）

????????????????????????????????????????（5）

若線路保護裝置處電壓電流同時滿足式（4）、（5），則可判斷為單相短路故障，此時，為故障相，為故障相電壓幅值，為其他兩相中的最小相電壓幅值；

判斷是否為兩相短路接地故障；

??????????????????????????????????????（6）

???????????????????????????????????????（7）

若線路保護裝置處電壓電流同時滿足式（6）、（7），則可判斷為兩相短路接地故障，此時，為兩故障相，為兩故障相相間電壓幅值，為故障相與非故障相的最小相間電壓幅值；

判斷是否為兩相短路故障；對于兩相短路，由于沒有零序電流通路，可利用零序電流遠小于正負序電流的特點進行選相，其選相判據如下式所示：

??????????????????????????????????????（8）

???????????????????????????????????????（9）

若線路保護裝置處電壓電流同時滿足式（8）、（9），則可判斷為兩相短路故障，此時，為兩故障相，為兩故障相相間電壓幅值，為故障相與非故障相的最小相間電壓幅值；

判斷是否為三相短路故障；三相短路時，短路電流中正序分量很大，負序和零序電流則近乎為零，且相間電壓基本相同，其選相判據如下式所示：

???????????????????????????????????????（10）

???????????????????????????????????????（11）

若線路保護裝置處電壓電流同時滿足式（10）、（11），則可判斷為三相短路故障，均為兩故障相相間電壓幅值。