专利名称：一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法
技术领域：
本发明涉及电力系统安全保障领域，具体涉及一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法。
背景技术：
随着我国偏远地区电力系统建设的推进，许多地区的孤立电网逐渐与主网相连。由于这些地区往往远离负荷中心，因而会造成孤网与主网的联络线路距离过长。当电力系统出现故障时，由于断路器的动作，则有可能造成长联络线主网侧的断路器断开，从而与偏远的小电网形成孤网的情况。由于联络线的充电功率，则极有可能造成孤网内小水电机组因自励磁而产生过电压。因为自励磁是指当发电机所带的容性负荷达到某一指标后，回路中的容性电流所产生的助磁会使发电机的端电压快速增大，而升高的发电机电压又引起容性电流的增长，正反馈作用使机端电压自发增大、越来越高，造成设备损坏；而线路断路器是指安装在线路两侧的断路器，断路器可以根据指令闭合、开断负荷电流及短路电流。很多学者已经对自励磁产生的原因进行了深入的研究，并提出了多种分析电力系统自励磁的方法:如特征值分析法、频域分析法和状态空间法等。这些方法可以得到发电机组运行于同步自励磁以及异步自励磁的边界条件。同时，还有部分学者也提出了通过投入电抗器、自励磁保护以及限制机组进相运行深度等抑制自励磁的措施。然而这些方法往往需要限制系统的运行方式，或者增加一次侧设备的投资，因而在偏远地区电网会出现一些局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，解决了现有的电力系统在形成孤网后产生自励磁对设备造成损害的问题。为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案:—种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，包括以下步骤:利用电力系统中的互感器以及信号采集装置，实时的对联络线路两侧母线的电压U1、U2，线路两侧断路器开合状态量以及系统继电保护跳闸指令进行采集并作为输入量；当判断到系统继电保护下达线路两侧断路器跳闸指令为真时，立刻生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置，同时在Kl跳闸指令生成tims后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置；当判断到系统继电保护未下达线路两侧断路器跳闸指令，则开始判断系统中主网侧断路器K2是否处于跳开状态；当判断到系统中主网侧断路器K2处于跳开状态时，延时t2ms后，生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置；当判断到系统主网侧断路器K2处于闭合状态时，则开始判断联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul是否大于过电压设定值Uset,并持续t3ms ；若联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul大于或等于过电压设定值Uset，并持续t3ms，则生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置；若判断到联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul为大于或等于过电压设定值Uset持续t3ms，则开始判断联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2是否大于过电压设定值Uset,并持续 t3ms ；若联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2大于或等于过电压设定值Uset，并持续t3ms，则生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置，同时在K2跳闸指令生成t2ms后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置。更进一步的技术方案是上述t2、t3、Uset均为正实数，往往需要通过校核单相重合闸后小网稳定性及三永故障后大网稳定性而获得。一般的，可以设定为以下典型值 It1=IOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un 为电力系统的额定电压。与现有技术相比，本发明的有益效果是:通过断路器联跳、延时晚跳以及过压跳闸等组合策略，控制小网与主网之间联络线两侧的断路器，从而达到尽量避免小网与长联络线相连并形成孤网的情况，或者尽量减少上述情况持续的时间，并在系统出现过电压时架构最后一道防线，及时的将小网络断开，从而达到抑制自励磁，对系统内的设备加以保护的目的，而且该方法不需增加多余的设备，具有成本低，操作简便等优点。
图1为小电网和大电网的连接关系图。图2为本发明一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法一个实施例的流程示意图。图3为本发明一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法另一个实施例的运行环境示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。图1中，S1:偏远地区的小电网，该电网中存在着小发电机组与部分负荷；S2:电力系统主网架；L:联络小电网与主网之间的联络线；B1:联络线小网侧变电站母线；B2:联络线主网侧变电站母线；Ul:B1母线电压有效值；U2:B2母线电压有效值；Kl:小网侧断路器，往往装设于联络线路L小网侧变电站内；K2:主网侧断路器，往往装设于联络线路L主网侧变电站内。为解决上述电力系统在形成孤网后产生自励磁对设备造成损害的问题，图2示出了本发明一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法的一个实施例:一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，包括以下步骤:利用电力系统中的互感器以及信号采集装置，实时的对联络线路两侧母线的电压U1、U2，线路两侧断路器开合状态量以及系统继电保护跳闸指令进行采集并作为输入量；当判断到系统继电保护下达线路两侧断路器跳闸指令为真时，立刻生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置，同时在Kl跳闸指令生成tims后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置；当判断到系统继电保护未下达线路两侧断路器跳闸指令，则开始判断系统中主网侧断路器K2是否处于跳开状态；当判断到系统中主网侧断路器K2处于跳开状态时，延时t2ms后，生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置；当判断到系统主网侧断路器K2处于闭合状态时，则开始判断联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul是否大于过电压设定值Uset,并持续t3ms ；若联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul大于或等于过电压设定值Uset,并持续t3ms，则生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置；若判断到联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul为大于或等于过电压设定值Uset持续t3ms，则开始判断联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2是否大于过电压设定值Uset,并持续 t3ms ；若联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2大于或等于过电压设定值Uset，并持续t3ms，则生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置，同时在K2跳闸指令生成t2ms后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置。根据本发明一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法的另一个实施例:t^lOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un为电力系统的额定电压。也就是说Vt2、t3、Usrt均为正实数，需要通过校核单相重合闸后小网稳定性及三永故障后大网稳定性而获得。如图3所示，本发明是利用电力系统中的互感器以及信号采集装置，实时的对联络线路两侧母线的电压U1、U2，线路两侧断路器开合状态量以及系统继电保护跳闸指令进行采集并作为输入量。同时，该发明所提出的可以得到联络线L两侧断路器K1、K2的输出指令。将该方法得到的断路 器开关指令分别经过各自的通信装置，送到断路器K1、K2的执行机构，实现断路器K1、K2的断开。尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变型和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
权利要求
1.一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，其特征在于包括以下步骤: 利用电力系统中的互感器以及信号采集装置，实时的对联络线路两侧母线的电压U1、U2，线路两侧断路器开合状态量以及系统继电保护跳闸指令进行采集并作为输入量；当判断到系统继电保护下达线路两侧断路器跳闸指令为真时，立刻生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置，同时在Kl跳闸指令生成tims后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置； 当判断到系统继电保护未下达线路两侧断路器跳闸指令，则开始判断系统中主网侧断路器K2是否处于跳开状态； 当判断到系统中主网侧断路器K2处于跳开状态时，延时t2ms后，生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置； 当判断到系统主网侧断路器K2处于闭合状态时，则开始判断联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul是否大于过电压设定值Uset,并持续t3ms ； 若联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul大于或等于过电压设定值Uset，并持续&1118，则生成小网侧断路器Kl的跳闸指令并输出给Kl的通信装置； 若判断到联络线L小网侧母线BI的电压有效值Ul为大于或等于过电压设定值Uset持续t3ms，则开始判断联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2是否大于过电压设定值Uset,并持续； 若联络线L主网侧母线B2的电压有效值U2大于或等于过电压设定值Uset，并持续t3ms，则生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置，同时在K2跳闸指令生成t2ms后，生成主网侧断路器K2的跳闸指令并输出给K2的通信装置。
2.根据权 利要求1所述的一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，其特征在于:所述 t^lOO, t2=150 200，t3=1000, Uset= (1.25 1.3)UN，Un 为电力系统的额定电压。
全文摘要
本发明涉及电力系统安全保障领域，具体涉及一种抑制电力系统自励磁的断路器配合方法，该方法包括利用电力系统中的互感器以及信号采集装置，实时的对联络线路两侧母线的电压U1、U2，线路两侧断路器开合状态量以及系统继电保护跳闸指令进行采集并作为输入量等步骤。通过断路器联跳、延时晚跳以及过压跳闸等组合策略，控制小网与主网之间联络线两侧的断路器，从而达到尽量避免小网与长联络线相连并形成孤网的情况，或者尽量减少上述情况持续的时间，并在系统出现过电压时架构最后一道防线，及时的将小网络断开，从而达到抑制自励磁，对系统内的设备加以保护的目的，而且该方法不需增加多余的设备，具有成本低，操作简便等优点。
文档编号H02H7/22GK103107522SQ201310013379
公开日2013年5月15日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者丁理杰, 张华 , 滕予非, 汤凡, 魏巍 申请人:四川电力科学研究院, 国家电网公司