[發明專利]一種超導限流器接入對接地距離保護的分析方法及系統

在審

• 申請號: 202110862959.6
• 申請日: 2021-07-28
• 公開（公告）號: CN113824099A
• 公開（公告）日: 2021-12-21
• 發明（設計）人: 郭豐瑞;曹旌;梁剛;孫志國;郭鐵峰;范占強;劉琛;楊要中;龐博;夏志兵;田圳;王振法;趙玲玲;趙婧;刁紅鳳;呂紹杰;史寶廷;符澤達;劉書輝;孔亞鳴;胡勤宇;李飛;王鑫;么玄玥;郭宇程;張佳琪;華欣宇
• 申請（專利權）人: 國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: H02H9/02
• 分類號: H02H9/02;H02H1/00
• 代理公司: 天津盛理知識產權代理有限公司 12209
• 代理人: 王來佳

本發明涉及一種超導限流器接入對接地距離保護的分析方法及系統，屬于電網安全技術領域，其特征在于，至少包括：S1、判定線路是否發生單相接地故障，如果發生，則執行S2；否則判斷是否為兩相、或者三相短路接地故障，并執行其相應保護策略。通過采用上述技術方案，本發明針對超導限流器對輸電線路接地距離保護的仿真研究與整定配合原則進行了詳細分析，并提出響應的控制措施。本發明針對超導限流器對輸電線路接地距離保護的仿真研究與整定配合原則，進行詳細分析，并提出相應的控制措施。

技術領域

本發明屬于電網安全技術領域，具體涉及一種超導限流器接入對接地距離保護的分析方法及系統。

背景技術

隨著電網規模的不斷擴大，短路電流超標問題已成為制約電網負荷增長和電網發展的突出因素之一。近年來，隨著電網的裝機容量和各電壓等級網架建設得到高速發展，網架結構大大加強，很多地區基本形成雙回路內外環網結構。電網滿足了電網負荷增長和可靠供電的需求，但同時也使電網的短路容量持續增長。雖然電網已采取優化電源布局、調整電網結構、合理安排運行方式(分區供電、母線分段運行)、采用傳統限流設備(高阻抗變壓器、加裝變壓器中性點小電抗)等措施來抑制或降低電網的短路電流水平，但也不同程度降低了電網運行的可靠性和靈活性。因此，鑒于電力系統運行安全性、可靠性以及變電站改造困難等因素，有必要結合電網實際情況，研究限制短路電流的新措施，減輕斷路器等各種電氣設備負擔，提高電力系統安全穩定性。超導限流器是利用新興的超導技術而研制出的快速有效的限流裝置。不過其接入必然對傳統接地距離保護策略產生影響。以下分析都是針對距離保護保護范圍包含超導限流器的情況，即線路本端的距離保護電壓互感器。

超導限流器接入線路發生單相接地故障時傳統接地距離保護的測量阻抗。當輸電線路發生單相接地故障時，由于存在零序互感，為了正確反應短路點至保護安裝點距離，需要采取零序電流補償接線方式。即接地阻抗繼電器的計算如下：(其中Z_m為測量阻抗，U_Φ為故障相電壓，I_Φ為故障相電流，3I₀為零序電流，K為補償系數)

當輸電線路接入超導限流器后，如圖1所示。以A相故障為例分析接地距離保護的測量阻抗。顯然，若電壓互感器安裝于2處，則有(短路點至保護安裝點之間的距離為l，線路的單位正序阻抗Z₁，超導限流器的阻抗為Z_SFCL)

此時線路本段的距離保護可以正確反映故障距離，但其保護范圍不包括超導限流器，因此也不受超導限流器的影響。

若電壓互感器安裝于1處，分析可知

可見，傳統接地距離保護的測量阻抗不是故障點至保護安裝點的線路阻抗值和超導限流器阻抗值之和，也不能正確反映故障距離。由于的取值與故障點位置及故障點分支系數等因素相關，因此β是個變化量。

通過對線路各點發生故障進行了仿真分析。表1給出了線路各點發生故障時1、2兩處看入線路的測量阻抗及其相互關系。

表1有、無超導限流器情況下傳統接地距離保護測量阻抗

表1的結果驗證了以下重要結論：若距離保護的保護范圍包含超導限流器的話，線路上發生單相接地故障時接地距離保護的測量阻抗不等于線路故障阻抗與限流阻抗之和，其測量阻抗滿足式(3)的關系。簡言之，接地距離保護的測量阻抗不再反映實際的故障距離。

主動式飽和鐵心型超導限流器的結構示意圖如圖4所示。