[发明专利]一种超导限流器接入对接地距离保护的分析方法及系统

说明书

本发明涉及一种超导限流器接入对接地距离保护的分析方法及系统，属于电网安全技术领域，其特征在于，至少包括：S1、判定线路是否发生单相接地故障，如果发生，则执行S2；否则判断是否为两相、或者三相短路接地故障，并执行其相应保护策略。通过采用上述技术方案，本发明针对超导限流器对输电线路接地距离保护的仿真研究与整定配合原则进行了详细分析，并提出响应的控制措施。本发明针对超导限流器对输电线路接地距离保护的仿真研究与整定配合原则，进行详细分析，并提出相应的控制措施。

技术领域

本发明属于电网安全技术领域，具体涉及一种超导限流器接入对接地距离保护的分析方法及系统。

背景技术

随着电网规模的不断扩大，短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素之一。近年来，随着电网的装机容量和各电压等级网架建设得到高速发展，网架结构大大加强，很多地区基本形成双回路内外环网结构。电网满足了电网负荷增长和可靠供电的需求，但同时也使电网的短路容量持续增长。虽然电网已采取优化电源布局、调整电网结构、合理安排运行方式(分区供电、母线分段运行)、采用传统限流设备(高阻抗变压器、加装变压器中性点小电抗)等措施来抑制或降低电网的短路电流水平，但也不同程度降低了电网运行的可靠性和灵活性。因此，鉴于电力系统运行安全性、可靠性以及变电站改造困难等因素，有必要结合电网实际情况，研究限制短路电流的新措施，减轻断路器等各种电气设备负担，提高电力系统安全稳定性。超导限流器是利用新兴的超导技术而研制出的快速有效的限流装置。不过其接入必然对传统接地距离保护策略产生影响。以下分析都是针对距离保护保护范围包含超导限流器的情况，即线路本端的距离保护电压互感器。

超导限流器接入线路发生单相接地故障时传统接地距离保护的测量阻抗。当输电线路发生单相接地故障时，由于存在零序互感，为了正确反应短路点至保护安装点距离，需要采取零序电流补偿接线方式。即接地阻抗继电器的计算如下：(其中Z_m为测量阻抗，U_Φ为故障相电压，I_Φ为故障相电流，3I₀为零序电流，K为补偿系数)

当输电线路接入超导限流器后，如图1所示。以A相故障为例分析接地距离保护的测量阻抗。显然，若电压互感器安装于2处，则有(短路点至保护安装点之间的距离为l，线路的单位正序阻抗Z₁，超导限流器的阻抗为Z_SFCL)

此时线路本段的距离保护可以正确反映故障距离，但其保护范围不包括超导限流器，因此也不受超导限流器的影响。

若电压互感器安装于1处，分析可知

可见，传统接地距离保护的测量阻抗不是故障点至保护安装点的线路阻抗值和超导限流器阻抗值之和，也不能正确反映故障距离。由于的取值与故障点位置及故障点分支系数等因素相关，因此β是个变化量。

通过对线路各点发生故障进行了仿真分析。表1给出了线路各点发生故障时1、2两处看入线路的测量阻抗及其相互关系。

表1有、无超导限流器情况下传统接地距离保护测量阻抗

表1的结果验证了以下重要结论：若距离保护的保护范围包含超导限流器的话，线路上发生单相接地故障时接地距离保护的测量阻抗不等于线路故障阻抗与限流阻抗之和，其测量阻抗满足式(3)的关系。简言之，接地距离保护的测量阻抗不再反映实际的故障距离。

主动式饱和铁心型超导限流器的结构示意图如图4所示。