[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

本發明提供了一種集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，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。本發明提供的技術方案，使集電線路保護具有反時限保護動作特性，天然能夠與箱變熔斷器的反時限動作特性曲線形成有機配合，有效協調了熔斷器保護與線路保護之間速動性與選擇性的矛盾。

技術領域

本發明屬于電力系統繼電保護，具體涉及一種集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法及系統。

背景技術

在規模化風電場中，如附圖2所示，風電機組機端箱變配置高壓熔斷器，熔斷器具有反時限特性；集電線路保護采用兩段式過流保護，即I段電流速斷保護和II段過電流保護。

集電線路I、II段保護的動作時間應與風機機端熔斷器動作時間相配合，如附圖3所示，當熔斷器的動作范圍內發生短路故障時，集電線路I、II段保護不應搶先于熔斷器動作。在熔斷器動作后，集電線路I、II段保護應能可靠返回，防止越級跳閘擴大故障影響。

在這種整定方式下，風電場集電線路保護存在速動性與選擇性的缺陷：

首先，集電線路電流保護I段需與整個風電場內所有風電機組的相關聯熔斷器進行時間配合，為確保風機機端故障時先由熔斷器切除，過電流保護I段需犧牲一定的速動性以保證選擇性；其次，當某集電線路發生故障時，其他風機集群對短路點提供的短路電流有可能會造成正常集電線路的保護的誤動，導致其他風機集群切除，進而造成電網電壓及頻率穩定的進一步惡化。

發明內容

為了有效提升集電線路保護速動性，同時保證不同集電線路保護對故障的絕對選擇性，本發明提供了一種基于雙曲正切函數的集電線路反時限保護動作特性曲線使集電線路保護具有反時限保護動作特性，能夠與箱變熔斷器的反時限動作特性曲線形成有機配合，有效協調熔斷器保護與線路保護之間速動性與選擇性的矛盾，解決了集電線路保護間的選擇性失配問題。

本發明提供一種集電線路保護與風機箱變熔斷器的協調配合方法，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。

通過下式公式求解所述保護參數A、B與q：

I_fm＝1.5I_N