專利名稱：一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法
技術領域：
本發明涉及電力系統安全保障領域，具體涉及一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法。
背景技術：
隨著我國偏遠地區電力系統建設的推進，許多地區的孤立電網逐漸與主網相連。由于這些地區往往遠離負荷中心，因而會造成孤網與主網的聯絡線路距離過長。當電力系統出現故障時，由于斷路器的動作，則有可能造成長聯絡線主網側的斷路器斷開，從而與偏遠的小電網形成孤網的情況。由于聯絡線的充電功率，則極有可能造成孤網內小水電機組因自勵磁而產生過電壓。因為自勵磁是指當發電機所帶的容性負荷達到某一指標后，回路中的容性電流所產生的助磁會使發電機的端電壓快速增大，而升高的發電機電壓又引起容性電流的增長，正反饋作用使機端電壓自發增大、越來越高，造成設備損壞；而線路斷路器是指安裝在線路兩側的斷路器，斷路器可以根據指令閉合、開斷負荷電流及短路電流。很多學者已經對自勵磁產生的原因進行了深入的研究，并提出了多種分析電力系統自勵磁的方法:如特征值分析法、頻域分析法和狀態空間法等。這些方法可以得到發電機組運行于同步自勵磁以及異步自勵磁的邊界條件。同時，還有部分學者也提出了通過投入電抗器、自勵磁保護以及限制機組進相運行深度等抑制自勵磁的措施。然而這些方法往往需要限制系統的運行方式，或者增加一次側設備的投資，因而在偏遠地區電網會出現一些局限性。
發明內容
本發明的目的在于提供一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，解決了現有的電力系統在形成孤網后產生自勵磁對設備造成損害的問題。為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案:—種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，包括以下步驟:利用電力系統中的互感器以及信號采集裝置，實時的對聯絡線路兩側母線的電壓U1、U2，線路兩側斷路器開合狀態量以及系統繼電保護跳閘指令進行采集并作為輸入量；當判斷到系統繼電保護下達線路兩側斷路器跳閘指令為真時，立刻生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置，同時在Kl跳閘指令生成tims后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置；當判斷到系統繼電保護未下達線路兩側斷路器跳閘指令，則開始判斷系統中主網側斷路器K2是否處于跳開狀態；當判斷到系統中主網側斷路器K2處于跳開狀態時，延時t2ms后，生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置；當判斷到系統主網側斷路器K2處于閉合狀態時，則開始判斷聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul是否大于過電壓設定值Uset,并持續t3ms ；若聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul大于或等于過電壓設定值Uset，并持續t3ms，則生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置；若判斷到聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul為大于或等于過電壓設定值Uset持續t3ms，則開始判斷聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2是否大于過電壓設定值Uset,并持續 t3ms ；若聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2大于或等于過電壓設定值Uset，并持續t3ms，則生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置，同時在K2跳閘指令生成t2ms后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置。更進一步的技術方案是上述t2、t3、Uset均為正實數，往往需要通過校核單相重合閘后小網穩定性及三永故障后大網穩定性而獲得。一般的，可以設定為以下典型值 It1=IOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un 為電力系統的額定電壓。與現有技術相比，本發明的有益效果是:通過斷路器聯跳、延時晚跳以及過壓跳閘等組合策略，控制小網與主網之間聯絡線兩側的斷路器，從而達到盡量避免小網與長聯絡線相連并形成孤網的情況，或者盡量減少上述情況持續的時間，并在系統出現過電壓時架構最后一道防線，及時的將小網絡斷開，從而達到抑制自勵磁，對系統內的設備加以保護的目的，而且該方法不需增加多余的設備，具有成本低，操作簡便等優點。
圖1為小電網和大電網的連接關系圖。圖2為本發明一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法一個實施例的流程示意圖。圖3為本發明一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法另一個實施例的運行環境示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。圖1中，S1:偏遠地區的小電網，該電網中存在著小發電機組與部分負荷；S2:電力系統主網架；L:聯絡小電網與主網之間的聯絡線；B1:聯絡線小網側變電站母線；B2:聯絡線主網側變電站母線；Ul:B1母線電壓有效值；U2:B2母線電壓有效值；Kl:小網側斷路器，往往裝設于聯絡線路L小網側變電站內；K2:主網側斷路器，往往裝設于聯絡線路L主網側變電站內。為解決上述電力系統在形成孤網后產生自勵磁對設備造成損害的問題，圖2示出了本發明一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法的一個實施例:一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，包括以下步驟:利用電力系統中的互感器以及信號采集裝置，實時的對聯絡線路兩側母線的電壓U1、U2，線路兩側斷路器開合狀態量以及系統繼電保護跳閘指令進行采集并作為輸入量；當判斷到系統繼電保護下達線路兩側斷路器跳閘指令為真時，立刻生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置，同時在Kl跳閘指令生成tims后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置；當判斷到系統繼電保護未下達線路兩側斷路器跳閘指令，則開始判斷系統中主網側斷路器K2是否處于跳開狀態；當判斷到系統中主網側斷路器K2處于跳開狀態時，延時t2ms后，生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置；當判斷到系統主網側斷路器K2處于閉合狀態時，則開始判斷聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul是否大于過電壓設定值Uset,并持續t3ms ；若聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul大于或等于過電壓設定值Uset,并持續t3ms，則生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置；若判斷到聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul為大于或等于過電壓設定值Uset持續t3ms，則開始判斷聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2是否大于過電壓設定值Uset,并持續 t3ms ；若聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2大于或等于過電壓設定值Uset，并持續t3ms，則生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置，同時在K2跳閘指令生成t2ms后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置。根據本發明一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法的另一個實施例:t^lOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un為電力系統的額定電壓。也就是說Vt2、t3、Usrt均為正實數，需要通過校核單相重合閘后小網穩定性及三永故障后大網穩定性而獲得。如圖3所示，本發明是利用電力系統中的互感器以及信號采集裝置，實時的對聯絡線路兩側母線的電壓U1、U2，線路兩側斷路器開合狀態量以及系統繼電保護跳閘指令進行采集并作為輸入量。同時，該發明所提出的可以得到聯絡線L兩側斷路器K1、K2的輸出指令。將該方法得到的斷路 器開關指令分別經過各自的通信裝置，送到斷路器K1、K2的執行機構，實現斷路器K1、K2的斷開。盡管這里參照本發明的多個解釋性實施例對本發明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內。更具體地說，在本申請公開、附圖和權利要求的范圍內，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變型和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。
權利要求
1.一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，其特征在于包括以下步驟: 利用電力系統中的互感器以及信號采集裝置，實時的對聯絡線路兩側母線的電壓U1、U2，線路兩側斷路器開合狀態量以及系統繼電保護跳閘指令進行采集并作為輸入量；當判斷到系統繼電保護下達線路兩側斷路器跳閘指令為真時，立刻生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置，同時在Kl跳閘指令生成tims后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置； 當判斷到系統繼電保護未下達線路兩側斷路器跳閘指令，則開始判斷系統中主網側斷路器K2是否處于跳開狀態； 當判斷到系統中主網側斷路器K2處于跳開狀態時，延時t2ms后，生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置； 當判斷到系統主網側斷路器K2處于閉合狀態時，則開始判斷聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul是否大于過電壓設定值Uset,并持續t3ms ； 若聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul大于或等于過電壓設定值Uset，并持續&1118，則生成小網側斷路器Kl的跳閘指令并輸出給Kl的通信裝置； 若判斷到聯絡線L小網側母線BI的電壓有效值Ul為大于或等于過電壓設定值Uset持續t3ms，則開始判斷聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2是否大于過電壓設定值Uset,并持續； 若聯絡線L主網側母線B2的電壓有效值U2大于或等于過電壓設定值Uset，并持續t3ms，則生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置，同時在K2跳閘指令生成t2ms后，生成主網側斷路器K2的跳閘指令并輸出給K2的通信裝置。
2.根據權 利要求1所述的一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，其特征在于:所述 t^lOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un 為電力系統的額定電壓。
全文摘要
本發明涉及電力系統安全保障領域，具體涉及一種抑制電力系統自勵磁的斷路器配合方法，該方法包括利用電力系統中的互感器以及信號采集裝置，實時的對聯絡線路兩側母線的電壓U1、U2，線路兩側斷路器開合狀態量以及系統繼電保護跳閘指令進行采集并作為輸入量等步驟。通過斷路器聯跳、延時晚跳以及過壓跳閘等組合策略，控制小網與主網之間聯絡線兩側的斷路器，從而達到盡量避免小網與長聯絡線相連并形成孤網的情況，或者盡量減少上述情況持續的時間，并在系統出現過電壓時架構最后一道防線，及時的將小網絡斷開，從而達到抑制自勵磁，對系統內的設備加以保護的目的，而且該方法不需增加多余的設備，具有成本低，操作簡便等優點。
文檔編號H02H7/22GK103107522SQ201310013379
公開日2013年5月15日 申請日期2013年1月15日 優先權日2013年1月15日
發明者丁理杰, 張華 , 滕予非, 湯凡, 魏巍 申請人:四川電力科學研究院, 國家電網公司