[發明專利]集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法及系統

有效

• 申請號: 201711090123.9
• 申請日: 2017-11-08
• 公開（公告）號: CN107994550B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 王興國;郭雅蓉;王曉陽;柳煥章;李會新;謝俊;李勇;陳祥文;王英英
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國家電網公司華中分部
• 主分類號: H02H7/26
• 分類號: H02H7/26;H02H7/28
• 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

1.一種集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，包括：

當風電場發生短路故障時，根據預先建立的集電線路反時限保護動作特征曲線計算集電線路反時限保護動作時間；

根據所述集電線路反時限保護動作時間，動作集電線路保護斷路器；

所述集電線路的反時限保護動作特性曲線的動作特征方程如下式所示：

式中，t為反時限保護動作時間，I為保護安裝處采集到的故障電流；A、B與q為保護參數且均為大于零的常數；

所述集電線路反時限保護動作特征曲線的建立包括：

選取風機箱變熔斷器反時限保護特性曲線上與風機箱變熔斷器的最大故障電流I_max和負荷裕度電流I_M分別對應的點為N點、M點，N點和M點分別增加附加時延Δt₁，得到N'點與M'點；

根據雙曲正切函數設置集電線路的反時限保護動作特性曲線，使集電線路反時限保護動作特征曲線通過N'點和M'點。

2.如權利要求1所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，通過下式公式求解所述保護參數A、B與q：

I_fm＝1.5I_N

式中，Δt₂為故障線路與健全線路保護整定的時間級差，I_f1為故障線路的保護測量電流，I_fm為健全線路的保護測量電流，I_N為健全線路為所連風機的額定輸出電流，T_M為風機箱變熔斷器反時限保護特性曲線上與風機箱變熔斷器負荷裕度電流I_M對應的時間，T_max為風機箱變熔斷器反時限保護特性曲線上與風機箱變熔斷器最大故障電流I_max對應的時間。

3.如權利要求1或2任一所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，所述風機箱變熔斷器的最大故障電流I_max和負荷裕度電流I_M按下式計算：

式中，為可靠系數，為系統最大運行方式下箱變高壓側發生三相金屬性短路時的故障電流,I_L.max為最大負荷電流，K_L為裕度系數。

4.如權利要求2所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，所述故障線路的保護測量電流I_f1按下式計算：

式中：Z_s為系統阻抗；Z_T為風電場主變等效阻抗；z₁為故障線路單位阻抗，l為故障點至保護安裝處的距離；V_s為大電網系統電壓。

5.如權利要求2所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，所述Δt₂能覆蓋集電線路保護斷路器的動作時間和繼電器返回時間及其離散性，并具備時間裕度，Δt₂取值為0.2～0.3s。

6.如權利要求1所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，所述Δt₁取值為0.2～0.3s。

7.如權利要求1所述的集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，其特征在于，所述選取風機箱變熔斷器反時限保護特性曲線上與風機箱變熔斷器的最大故障電流和負荷裕度電流分別對應的點為N點、M點包括：選取風機箱變熔斷器反時限保護特性曲線中與風機箱變熔斷器的最大故障電流和負荷裕度電流對應的時間最大的曲線上的點為N點和M點。

8.一種用于實現如權利要求1-7任一項集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法的配合系統，其特征在于，包括：

計算模塊，用于當風電場發生短路故障時，根據預先建立的集電線路反時限保護動作特征曲線計算集電線路反時限保護動作時間；

動作模塊，用于根據所述集電線路反時限保護動作時間，動作集電線路保護斷路器。