防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法
2023-12-01 06:27:36
專利名稱：防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法
技術領域：
本發明專利涉及電力系統繼電保護領域，尤其涉及高壓、超高壓或特高壓輸電線單相接 地故障後的單相自動重合閘過程中，防止重合於永久性故障的方法。
背景技術：
在高壓輸電線的運行中，絕大多數的故障為單相接地故障。為保障電力系統的可靠性， 高壓輸電線路廣泛採用單相自動重合閘技術，如果重合於永久性故障，將使電力系統和電力 設備再次受到短路電流衝擊。對於特高壓線路，短路電流衝擊的負面影響更大。在超高壓輸 電線運行中常接有並聯電抗器，為了在單相重合閘過程中故障點易於熄滅電弧，接有中性點 電抗器。中性點電抗器使斷開相處於低電壓狀態，限制潛供電流和恢復電壓，有利於故障點 滅弧。為了防止重合於永久性故障，申請本發明專利的發明人在2006年十二月發表的論文提 出在中性點電抗器與地之間裝設接地開關，在重合閘之前合上此開關，短接部分電抗，根據 斷開相電壓值可以有效的判別線路故障的性質和選擇重合閘時刻，防止重合於故障線路，從 而提高單相重合閘的成功率，但是沒有解決斷開相的振蕩電壓幅值控制問題；除此之外，其 他所有現已發表的研究文章和相關的應用技術僅限於判斷故障相電弧是否熄滅的方法，但因 為中性點電抗器使斷開相處於低電壓狀態，現有的技術無法保證故障相的故障點電弧熄滅後 其絕緣達到可以承受正常電壓的水平，原來的故障點在實施單相重合閘時，電壓升高後有可 能再次被擊穿，因此不能保證單相自動重合閘成功。發明內容為了克服高壓輸電線的運行中單相接地故障時，在單相自動重合閘過程中，因為無法判 斷故障單相跳閘後的斷開相絕緣是否達到可以承受正常電壓的水平，從而不能保證成功的實現單相自動重合閘的問題。本發明提供了一種能夠判斷故障相絕緣是否達到可以承受正常電 壓水平的方法。本發明提出的技術方案是對於一側或者兩側有並聯電抗器和中性點電抗器的高壓輸電線路、超高壓輸電線路或特 高壓輸電線路，在中性點電抗器與地之間裝設的接地開關K(以下簡稱開關K)和阻尼電阻，開 關K可以經過阻尼電阻短接中性點電抗器的部分電抗。在單相重合閘之前，通過自動重合閘 裝置合上開關K，經過阻尼電阻短接中性點電抗器的部分電抗。對於絕緣完好的線路斷開相， 通過控制被短接中性點電抗器電抗值的百分比和阻尼電阻的數值，可以控制振蕩電壓的水平。檢測線路斷開相的電壓是否達到設定的電壓值，可以判斷斷開相的絕緣水平。如果斷開相的 絕緣水平不能承受振蕩電壓，則因原故障點的絕緣被再次擊穿，電壓的振蕩不能維持，斷開 相檢測到的是低電壓；如果斷開相的絕緣水平可以承受振蕩電壓，斷開相檢測到的是持續的振蕩電壓o控制振蕩電壓水平的方法是1. 通過計算和試驗確定被短接中性點電抗器電抗值的百分比，控制被短接中性點電抗器電抗 值的百分比可以控制絕緣完好的線路斷開相電壓的強制分量幅值和自由振蕩分量幅值的 大小，達到控制振蕩電壓幅值的目的。2. 在開關K與接地點之間的阻尼電阻可以抑制自由振蕩分量幅值，調節阻尼電阻的數值達到控制振蕩電壓幅值的目的。阻尼電阻的取值通過計算和試驗確定。3. 對於兩側有並聯電抗器和中性點電抗器的高壓輸電線路、超高壓輸電線路或特高壓輸電線 路，兩側開關K的動作時間差應小於30ms;或者後合開關K一側的開關K在斷開相電壓 振蕩幅值最低時刻的30ms時間之內合上，可以達到控制振蕩電壓幅值的目的。 本發明專利的有益效果是，通過本發明專利的方法，在單相重合閘過程中，在斷開相加上幅值水平可以控制的振蕩電壓。檢測斷開相的電壓水平，判斷其絕緣水平是否達到要求，以 決定是否實施單相重合閘，從而防止重合於故障相，避免電力系統和電力設備再次受到短路 電流衝擊。
下面結合附圖對本發明專利進一步說明附圖是本發明專利的電氣一次部分接線。圖中l.輸電線路的並聯電抗器，2.中性點電抗器，3.接地開關K， 4.開關K與接地點之間串接的阻尼電阻。在附圖中，輸電線路並聯電抗器(1)的A、 B、 C端分別接在輸電線路的A相、B相和C 相，中性點電抗器(2)的上端與並聯電抗器(1)的中性點相聯，下端接地，中性點電抗器 (2)的抽頭與接地開關K (3)的一端聯結，接地開關K (3)的另一端接阻尼電阻(4)的上端， 阻尼電阻(4)的下端接地。開關K是可以通過電氣控制的斷路器，也可以採用電力電子元件做成的電子開關。電子 開關有更快的操作速度，在振蕩電壓幅值超過設定值時可以快速開斷，防止諧振過電壓。阻 尼電阻的數值，可以根據計算和試驗確定。
具體實施方式
本發明專利的現場應用在高壓輸電線路、超高壓輸電線路或特高壓輸電線路的運行中 單相接地故障時，現有的繼電保護設備能夠斷開故障相的兩側斷路器；在判斷可以實施單相 重合閘之前，通過自動重合閘裝置合上開關K，經過阻尼電阻短接部分電抗；自動重合閘裝 置檢測斷開相的電壓，如果該電壓的幅值可以達到設定值，說明斷開相的絕緣水平已經恢復， 可以實施單相重合閘；如果該電壓的幅值達不到設定值，說明斷開相的絕緣水平低，不宜實 施單相重合閘。在自動重合閘裝置檢測斷開相的電壓時，如果振蕩電壓的幅值超過允許值， 應立即實施單相重合閘或者快速開斷開關K以防止斷開相過電壓。
權利要求
1.一種防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法，由並聯電抗器、中性點電抗器和接地開關組成，其特徵是在中性點電抗器與地之間裝設接地開關K(以下簡稱開關K)和阻尼電阻，開關K可以經過阻尼電阻短接中性點電抗器的部分電抗；在單相重合閘之前，通過自動重合閘裝置合上開關K，經過阻尼電阻短接中性點電抗器的部分電抗；對於絕緣完好的線路斷開相，通過控制被短接中性點電抗器電抗值的百分比和阻尼電阻的數值，可以控制振蕩電壓的水平；檢測線路斷開相的電壓是否達到設定的電壓值，可以判斷斷開相的絕緣水平，如果斷開相的絕緣水平不能承受振蕩電壓，則因原故障點的絕緣被再次擊穿，電壓的振蕩不能維持，斷開相檢測到的是低電壓；如果斷開相的絕緣水平可以承受振蕩電壓，斷開相檢測到的是持續的振蕩電壓。
2. 根據權利要求1所述的一種防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法，其特徵是接 地開關K是單相斷路器或者是電力電子元件做成的電子開關，可以由電氣控制。
3. 根據權利要求1所述的一種防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法，其特徵是適 用於有單相自動重合閘的高壓輸電線路、超高壓輸電線路或特高壓輸電線路。
4. 根據權利要求1所述的一種防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法，其特徵是被短接中性點電抗器電抗值的百分比和阻尼電阻的數值是預先設定的，中性點電抗器帶有可 以選擇電抗值百分比的抽頭。
全文摘要
一種防止高壓輸電線單相重合於永久性故障的方法。對於一側或者兩側有並聯電抗器和中性點電抗器的高壓輸電線路、超高壓輸電線路或特高壓輸電線路，在中性點電抗器與地之間裝設的接地開關和阻尼電阻，接地開關可以經過阻尼電阻短接中性點電抗器的部分電抗。在單相重合閘之前，通過自動重合閘裝置合上接地開關，經過阻尼電阻短接部分電抗。對於絕緣完好的線路斷開相，通過控制被短接中性點電抗器電抗值的百分比和阻尼電阻值，可以控制振蕩電壓的水平。檢測線路斷開相的電壓是否達到設定的電壓值，可以判斷斷開相的絕緣水平，防止高壓、超高壓或特高壓輸電線單相重合於永久性故障。
文檔編號H02H7/26GK101227083SQ20071000981
公開日2008年7月23日 申請日期2007年11月16日 優先權日2007年11月16日
發明者軍 林 申請人:福建工程學院