基于双重保护的中压串联补偿装置研究

串联补偿装置在提升配电网线路电能质量方面具有良好的效果,近年来得到了广泛的应用。针对配网线路故障频发的特点,实际运行中应考虑串联补偿装置的自我保护问题,以避免线路发生故障引起电容器过电压而损坏的情况。本文提出了一种基于金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)和实时小波变换算法检测故障的双重保护机制,当线路发生短路故障时,利用MOV抑制串补电容器两端电压,利用实时小波变换算法检测系统电流,迅速识别出故障,将串补电容器和MOV组件旁路,是一种具有双重保护功能的串联补偿装置。     

串联补偿装置用MOV工况分析及其关键技术的研究

结合串联补偿装置的工作原理,仔细分析了金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)的工况,比较了TCSC与FSC不同构成的串联补偿装置中MOV的特点,对MOV的过电压保护和控制措施进行了较深入的讨论、总结。对设计MOV的关键技术——保护水平、能量耐受和工频电压稳定性、电流分布、特殊的短路电流释放能力等进行了深入研究。笔者根据国内某一500 kV交流电力系统串补工程的招标技术要求,设计了复合外套和瓷外套不同结构的MOV,产品通过了中国电力科学研究院的型式试验,满足工程需要。     

500kV串补MOV故障处理及分析

金属氧化物限压器(MOV)是串联补偿装置电容器组的主要保护设备,其主要作用是抑制电容器组两端的工频过电压。在实际运行中,MOV作为快速能量吸收设备,介绍了MOV故障情况,提出了相应的处理和预防措施。     

TCSC的基本控制与过压保护数字仿真

结合伊-冯输电系统,给出可控串联补偿（TCSC）基本控制和保护方法数字仿真的初步结果。其中包括内层驱动方式和中层阻抗控制方式的比较。在此基础上讨论了在短路故障时,TCSC过电压保护控制方式对过电压保护水平和金属氧化物限压器（MOV）能耗的影响。     

1000kV特高压固定串联补偿装置关键元件工作条件研究

基于长治—南阳—荆门特高压交流试验示范工程扩建工程,利用电磁暂态程序(EMTP),研究了区外和区内故障时,1 000 kV特高压串补关键元件工作条件。研究首次提出:采用金属氧化物限压器(metal oxide varistor,MOV)-并联间隙组合作为特高压串补的过电压保护措施;区外故障时仅由MOV限制电容器的过电压,间隙不动作;区内故障时,火花间隙及旁路开关可以动作,从而将电容器和MOV旁路;特高压串补过电压保护水平为2.3 pu;长南I线和南荆I线串补MOV的最大能耗水平分别为57 MJ/相和45 MJ/相;采用"电抗器+MOV串电阻"型阻尼回路作为串补电容器的放电阻尼装置,电容器放电回路的自振频率约为300 Hz;短路期间,特高压串补火花间隙和旁路开关最大放电电流为153 kA。     

串联补偿装置中MOV保护特性的分析

概述串联补偿装置中MOV及其保护配置原则。结合其在500kV阳－淮工程固定式串联补偿装置中的应用,分析MOV在一次系统的保护特性和其二次系统保护配置的作用和功能。它对串联补偿开关站MOV的设计、设备选型和运行具有意义。     

TCSC过电压保护方式研究

TCSC的过电压保护主要研究故障情况下保护TCSC和MOV的方式以及如何降低MOV能耗水平,以满足经济性要求,同时又有利于系统暂态稳定。在分析TCSC过电压保护方式与暂态稳定关系的基础上,提出过电压保护的控制策略,研究了保护性旁路的启动方式,并借助ARENE软件予以仿真验证。     

串联补偿装置中MOV保护特性的分析

概述串联补偿装置中MOV及其保护配置原则。结合其在 5 0 0kV阳 -淮工程固定式串联补偿装置中的应用 ,分析MOV在一次系统的保护特性和其二次系统保护配置的作用和功能。它对串联补偿开关站MOV的设计、设备选型和运行具有意义     

串联补偿电容器在超高压输电系统中的应用

介绍了外熔丝电容器与内熔丝电容器在串联补偿装置中的应用及其优缺点,指出了故障电容器元件对分布电压的影响;分析了金属氧化物变阻器(MOV)、触发间隙、旁路断路器的作用,提出了限制电容器组上的过电压,保护电容器组的措施,以及对串联补偿装置操作的顺序与控制方法。     

TCSC过电压保护方式研究

TCSC的过电压保护主要研究故障情况下保护TCSC和MOV的方式以及如何降低MOV能耗水平,以满足经济性要求,同时又有利于系统暂态稳定.在分析TCSC过电压保护方式与暂态稳定关系的基础上,提出过电压保护的控制策略,研究了保护性旁路的启动方式,并借助ARENE软件予以仿真验证.     

图解法估算基于金属氧化物限压器保护的串联补偿系统三相短路电流

提出了一种估算基于金属氧化物限压器(MOV)保护的串补系统三相短路电流的新方法一图解法。该方法借助于图形和网络等值技术来计算带非线性元件(如MOV)的电力系统短路电流，为系统规划工程师提供了计算短路电流和确定断路器等设备的电流额定值的简单方法。并采用电磁暂态分析程序(EMTP)进行了仿真实验，仿真结果也证实了上述图解法的有效性和较高的精度。文章还进一步讨论了计算短路故障时全网分支电流的方法。     

基于分布参数模型的串联补偿双回线单线故障定位算法

对于装设串联补偿(串补)装置的输电线路,由于与串联电容并联的保护元件金属氧化物可变电阻(MOV)的非线性特征,使得串补线路无法直接使用常规的输电线路故障测距方法。为此,提出了一种基于分布参数模型的串补双回线故障定位算法。按照故障点相对于串补的位置分为两个子算法,利用从本端、对端推算得到的故障点处电压相等的特点,消去串补装置近故障一侧的电压,结合故障点处过渡电阻的纯电阻性和故障序网边界条件,构造故障定位函数。该方法不依赖串补装置模型,不受MOV非线性的影响,无需预知串补装置相对于故障的位置,同时不存在伪根判别问题。EMTDC/PSCAD和MATLAB仿真结果计算验证了该方法的正确性。     

基于多方向元件的串补线路协同保护新方法

串补线路故障特征的复杂性加大了保护装置可靠动作的难度,为提高串补系统保护可靠性,提出一种多方向元件相互配合的串补线路方向保护方案。该方案利用负序电流值及故障前后的测量电流相位差判断故障类型,针对不对称短路、三相短路及负荷变动分别采用负序、工频方向及突变量电压电流相角差判断保护装置是否动作。PSCAD仿真表明,在系统发生电压反向、电流反向、经过渡电阻接地以及负荷变化等情况下该保护方案均可准确判断故障位置,从而使保护装置正确跳闸。同时,该方案不受MOV不同导通状态的影响,具有较好的保护性能。     

配置高抗站的海上风电长距离海缆送出继电保护分析

目前中国长距离海上风电主要采用高压交流送出方式,并增设中端补偿高压电抗补偿站。为解决配置海上高抗站的海上风电长距离海缆送出相关保护配置问题,选取典型案例,分析继电保护配置方案与动作特性,对海缆范围故障保护可靠性进行研究,分析海上高抗取不同测点电压对电容电流补偿计算的影响,并通过仿真验证线路保护采集海上高抗侧电压计算差动补偿电流的必要性。仿真结果表明：当发生区内线路故障时,与采集高抗侧实际电压相比,取线路侧电压代替高抗电压对保护装置计算的补偿电流具有一定影响。为减少差动补偿电流计算误差,纵联差动保护应采集海上高抗站电压来计算差动补偿电流,再计算经补偿后的差动电流,实现对电容和电抗电流的修正。     

具有串联补偿作用的新型故障限流器的拓扑结构和仿真

提出—种新型的具有串联补偿功能的故障电流限流器,它由补偿电容和旁路电感并联后与限流电感串联而成;和旁路电感相串联的可关断晶闸管（ＧＴＯ）控制正常时的补偿度和故障时的限流程度。通过仿真分析,证明此装置效果良好,是电力系统中有用的保护设备。     

大串补线路电流差动保护拒动因素及改进保护方法

大串联补偿设备在超高压输电系统中得到越来越广泛的应用,伴随着复杂多系统的互联,含大串联补偿设备的线路(简称串补线路)在特定运行方式下出现线路背侧系统阻抗较小,可能导致线路内部故障时系统电流反向,此时串补线路电流差动保护可能会因灵敏度不足而拒动。基于此,详细分析了串补线路电流反向的原因及其对差动保护的影响。重点对不同串补度、系统功角差和过渡电阻等影响因素下的差动保护的动作特性进行研究。进一步地,为解决差动保护拒动问题,提出一种基于串补线路两侧电流幅相综合制动的电流差动保护改进判据,该判据能够有效解决串补线路内部故障时灵敏度降低的问题。仿真结果显示,相比传统差动保护,改进方案能够明显提高保护灵敏度。     

基于R-L模型的串补线路距离保护方案

针对串补线路故障特性更为复杂,造成距离保护难以正确动作的问题,提出了一种利用单端信息的串补线路故障测距方案。以R-L模型为基础,根据串补前及串补后故障线路参数的不同,给出了2个测距计算模型。利用该模型计算出的电阻值与实际电阻值的对比,可准确判断故障点相对串补装置的位置。若故障发生在串补装置前,则直接驱动断路器跳闸;若故障发生在串补装置后,则利用串补后的故障计算模型,判断出故障位置。该方法可以较好地解决传统距离保护在串补线路中的暂态超越问题,同时,利用MOV导通前的暂态信息,避开了MOV导通初期串补电容电压难以获取的问题,极大地提高了距离保护的可靠性。利用PSCAD仿真验证了该方案的可靠性和有效性。     

统调动力源系统单相接地故障选线研究

发电厂辅机统调动力源系统为非工频小电流接地系统,其单相接地故障常规保护装置及工频小电流接地选线装置均无法正确识别。文中分析了统调动力源系统的运行工况,计算了单母线低频率的极端工况下最小接地电容电流数值,据此提出研制非工频小电流接地选线装置的技术要求,并开发出高精度、能够适应系统频率变化的发电机统调动力源接地选线装置。设计了专用的功能及性能模拟测试电路对装置进行检测,结果表明,该装置完全满足设计要求,投运后运行良好,解决了工程难题。     

500kV串补设备MOV温度实时模拟与保护算法研究

串联补偿（简称串补）串补系统中金属氧化物限压器（MOV）温度的实时模拟是其正常工作以及串补重投的前提。根据简化的MOV热模型,采用数字式串补保护装置对MOV温度进行实时模拟,测量了实际MOV的温度特性,通过调整相关参数即可保证MOV实时模拟温度与实际MOV温度吻合并有一定的裕度。结果表明,MOV实时模拟算法能够为MOV温度保护提供可靠的依据。