一种串联补偿装置的线路保护控制方法及系统与流程

本发明涉及柔性输变电用电保护技术领域，具体涉及一种串联补偿装置的线路保护控制方法及系统。

背景技术：

柔性输变电系统的串联补偿技术是通过串联补偿装置补偿输电线路感抗的阻抗补偿方式缩短线路的等值电气距离，减少功率输送引起的电压降和功角差，从而提高电力系统稳定性，增大线路输送容量。串联补偿装置接入线路后，与原线路保护交互影响，结合重合闸装置进行线路的保护。然而，当线路中发生永久性故障时，在未消除该故障的情况下，对线路进行重合闸，将对线路及串联补偿装置造成二次冲击，对串联补偿装置中的重要设备造成损坏。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种串联补偿装置的线路保护控制方法及系统，以解决串联补偿装置接入系统后，重合闸对串联补偿装置的二次冲击的问题。

根据第一方面，本发明实施例提供了一种串联补偿装置的线路保护控制系统，所述串联补偿装置连接于输电线路中，其特征在于，所述的线路保护控制系统包括：线路保护装置、控制器及多个断路器，其中，所述多个断路器分别连接于所述输电线路中、所述串联补偿装置的端口之间；所述线路保护装置用于检测所连接的输电线路是否发生故障，当检测所连接的输电线路发生故障时，生成第一提示信号发送至所述控制器；所述控制器分别与所述线路保护装置及多个断路器通信连接，当接收到所述第一提示信号时，驱动所述断路器动作，短接所述串联补偿装置并停止运行所述串联补偿装置。

结合第一方面，在第一方面第一实施方式中，所述多个断路器包括：第一断路器、第二断路器及第三断路器，所述第一断路器连接于所述串联补偿装置的第一端及所述输电线路的第一端之间；所述第二断路器连接于所述串联补偿装置的第二端及所述输电线路的第二端之间；所述第三断路器连接于所述串联补偿装置的第一端及第二端之间；所述第一断路器及第二断路器为常闭状态；所述第三断路器为常开状态。

结合第一方面第一实施方式，在第一方面第二实施方式中，所述线路保护装置的第一端连接于所述串联补偿装置的第二端及所述第二断路器之间，所述线路保护装置的第二端连接于所述第二断路器及所述输电线路的第二端之间。

结合第一方面第一实施方式或第二实施方式，在第一方面第三实施方式中，当接收到所述第一提示信号时，所述控制器驱动所述第一断路器、第二断路器断开，驱动所述第三断路器闭合。

根据第二方面，本发明实施例提供了一种串联补偿装置的线路保护控制系统，所述串联补偿装置连接于输电线路中，所述的线路保护控制系统包括：线路保护装置、交流短线路保护装置、控制器及多个断路器，其中，所述多个断路器分别连接于所述输电线路中、所述串联补偿装置的端口之间；所述线路保护装置用于检测所连接的输电线路是否发生故障，当检测所连接的输电线路发生故障时，生成第一提示信号发送至所述控制器；所述交流短线路保护装置连接于所述串联补偿装置的端口间，用于检测所述串联补偿装置的线路侧是否发生故障，当检测到所述串联补偿装置的线路侧发生故障时，生成第二提示信号发送至所述控制器；所述控制器分别与所述线路保护装置、交流短线路保护装置及多个断路器通信连接，当接收到所述第一提示信号时，驱动所述断路器动作，短接所述串联补偿装置并停止运行所述串联补偿装置；当接收到所述第二提示信号时，驱动所述断路器动作。

结合第二方面，在第二方面第一实施方式中，所述多个断路器包括：第一断路器、第二断路器及第三断路器，所述第一断路器连接于所述串联补偿装置的第一端及所述输电线路的第一端之间；所述第二断路器连接于所述串联补偿装置的第二端及所述输电线路的第二端之间；所述第三断路器连接于所述串联补偿装置的第一端及第二端之间；所述第一断路器及第二断路器为常闭状态；所述第三断路器为常开状态。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第二实施方式中，所述线路保护装置的第一端连接于所述串联补偿装置的第二端及所述第二断路器之间，所述线路保护装置的第二端连接于所述第二断路器及所述输电线路的第二端之间。

结合第二方面第一实施方式或第二实施方式，在第二方面第三实施方式中，当接收到所述第一提示信号时，所述控制器驱动所述第一断路器、第二断路器断开，驱动所述第三断路器闭合。

结合第二方面第二实施方式，在第二方面第四实施方式中，所述交流短线路保护装置的第一端连接于所述第一断路器及所述串联补偿装置的第一端之间；所述交流短线路保护装置的第二端连接于所述线路保护装置的第二端及所述第二断路器之间。

结合第二方面第一实施方式，在第二方面第五实施方式中，当接收到所述第二提示信号时，所述控制器驱动所述第一断路器、第二断路器断开。

结合第二方面第二实施方式，在第二方面第六实施方式中，所述多个断路器还包括：第四断路器，所述第四断路器连接于所述交流短线路保护装置的第二端及所述线路保护装置的第二端之间；当接收到所述第一提示信号时，所述控制器驱动所述第二断路器、第四断路器断开，驱动所述第三断路器闭合；当接收到所述第二提示信号时，所述控制器驱动所述第一断路器、第四断路器断开。

结合第一方面或第一方面中任意一种实施方式，或是结合第二方面或第二方面中任意一种实施方式，所述控制器还用于：获取所述线路保护装置检测的所述输电线路的电流值，判断所述电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，连接于所述输电线路中的断路器是否处于闭合状态；当判断所述电流值处于所述标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于所述输电线路中的断路器处于闭合状态时，所述控制器将所述串联补偿装置重新投入运行。

根据第三方面，本发明实施例提供了一种串联补偿装置的线路保护控制方法，应用于第一方面或第一方面任意一种实施方式所述的线路保护控制系统中，所述线路保护控制方法包括：通过所述线路保护装置检测所连接的输电线路是否发生故障，获取所述线路保护装置检测所连接的输电线路发生故障时生成的第一提示信号；根据所述第一提示信号驱动所述断路器动作，短接所述串联补偿装置并停止运行所述串联补偿装置。

结合第三方面，在第三方面第一实施方式中，所述线路保护控制方法还包括：获取所述线路保护装置检测的所述输电线路的电流值，判断所述电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，检测连接于所述输电线路中的断路器是否处于闭合状态；当判断所述电流值处于所述标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于所述输电线路中的断路器处于闭合状态时，将所述串联补偿装置重新投入运行。

根据第四方面，本发明实施例提供了一种串联补偿装置的线路保护控制方法，应用于第二方面或第二方面任意一种实施方式所述的线路保护控制系统中，通过所述线路保护装置检测所连接的输电线路是否发生故障，获取所述线路保护装置检测所连接的输电线路发生故障时生成的第一提示信号；通过所述交流短线路保护装置检测所述串联补偿装置的线路侧是否发生故障，获取所述交流短线路保护装置检测到所述串联补偿装置的线路侧发生故障时生成的第二提示信号；根据所述第一提示信号及第二提示信号驱动所述断路器动作，短接所述串联补偿装置并停止运行所述串联补偿装置。

结合第四方面，在第四方面第一实施方式中，所述线路保护控制方法还包括：获取所述线路保护装置检测的所述输电线路的电流值，判断所述电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，连接于所述输电线路中的断路器是否处于闭合状态；当判断所述电流值处于所述标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于所述输电线路中的断路器处于闭合状态时，将所述串联补偿装置重新投入运行。

本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制方法及系统具有如下有益效果：

1.线路保护跳闸信号给串联补偿装置保护控制系统，装置自动退出运行，不受线路故障影响。

2.该线路重合闸与装置重投控制过程，结合线路电流或开关位置判别重合闸是否成功，根据判别结果决定装置是否自动重投，避免了线路重合闸对装置的二次冲击。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1示出了本发明一实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统的结构示意图；

图2示出了本发明另一实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统的结构示意图；

图3示出了本发明另一实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明实施例提供一种串联补偿装置的线路保护控制系统，该串联补偿装置连接于输电线路中，如图1所示，该线路保护控制系统主要包括：线路保护装置1、控制器2及多个断路器。

其中多个断路器分别连接于输电线路中、串联补偿装置的端口之间；可选地，在本发明的一些实施例中，该多个断路器主要包括：第一断路器qf1、第二断路器qf2及第三断路器qf3，第一断路器qf1连接于串联补偿装置的第一端及输电线路的第一端之间；第二断路器qf2连接于串联补偿装置的第二端及输电线路的第二端之间；第三断路器qf3连接于串联补偿装置的第一端及第二端之间；第一断路器qf1及第二断路器qf2为常闭状态；第三断路器qf3为常开状态。

线路保护装置1用于检测所连接的输电线路是否发生故障，当检测所连接的输电线路发生故障时，生成第一提示信号发送至控制器2。具体地，线路保护装置1的第一端连接于串联补偿装置的第二端及第二断路器qf2之间，线路保护装置1的第二端连接于第二断路器qf2及输电线路的第二端之间。

控制器2分别与线路保护装置1及多个断路器通信连接，当接收到第一提示信号时，驱动断路器动作，短接串联补偿装置并停止运行串联补偿装置。

在实际应用中，通过本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统进行串联补偿装置的过程主要包括：

首先，线路保护装置1判别故障。在具体实施例中，线路保护装置1装设差动保护、距离保护等判断区域内故障；其中，差动保护是指检测线路两侧电流，计算电流的和或差，如果电流的和或差超过定值，则判断输电线路有故障；距离保护是指通过检测电压和电流计算阻抗，判断阻抗值小于预设定值时，则判断输电线路有故障。当线路保护装置1判别输电线路中存在故障时，生成第一提示信号发送至控制器2。

然后，在具体实施例中，线路保护装置1的线路保护范围发生单相故障时，控制器2驱动线路保护出口相连的第一断路器qf1、第二断路器qf2断开、同时将跳闸节点信号(即该第一提示信号)给控制器2。具体地，线路保护装置1的线路保护可实现单相跳闸，也可实现三相跳闸。当线路保护装置1的线路保护范围内发生三相故障时，则对应进行三相跳闸。

控制器2收到线路保护装置1发送的跳闸节点信号后，驱动第三断路器qf3闭合，将串联补偿装置退出运行。

在实际应用中，对于发生故障的输电线路，断开的断路器等，可以通过重合闸装置进行自动重合闸。具体地，重合闸可以包括：单相重合闸，单相故障则单相跳闸，并单相重合闸，重合失败时，则进行三相跳闸，即，故障后跳断路器有故障的那一相，延时一段时间后进行重合闸；还包括：两相或三相重合闸，当输电线路中故障跳三相不重合(跳闸后不再重合)。

而对于进行重合闸后的输电线路，如果故障依然存在，则仍有可能出现二次冲击的问题。因此，需进一步判断故障是否消除。在具体实施例中，对于单相重合闸或三相重合闸重合过程中，串联补偿装置控制保护系统检测线路是否正常运行。

获取线路保护装置1检测的输电线路的电流值，判断电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器是否处于闭合状态；

当判断电流值处于标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器处于闭合状态时，判定满足线路正常运行条件，控制器2将串联补偿装置重新投入运行，将串联补偿装置启动、断开第三断路器qf3、重新投入串联补偿装置；当不满足线路正常运行条件时，则不进行装置重投，从而有效避免了二次冲击。

本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统，具有以下优点：

1.线路保护跳闸信号给串联补偿装置保护控制系统，装置自动退出运行，不受线路故障影响。

2.该线路重合闸与装置重投控制过程，结合线路电流或开关位置判别重合闸是否成功，根据判别结果决定装置是否自动重投，减少了线路重合闸对装置的二次冲击。

本发明实施例还提供了一种串联补偿装置的线路保护控制方法，具体地，可应用于上述实施例1所述的线路保护控制系统中，该线路保护控制方法包括：

通过线路保护装置1检测所连接的输电线路是否发生故障，获取线路保护装置1检测所连接的输电线路发生故障时生成的第一提示信号；

根据第一提示信号驱动断路器动作，短接串联补偿装置并停止运行串联补偿装置。

进一步地，为了避免在故障仍存在时进行重合闸，本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制方法还包括：

获取线路保护装置1检测的输电线路的电流值，判断电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，检测连接于输电线路中的断路器是否处于闭合状态；

当判断电流值处于标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器处于闭合状态时，判定输电线路中的故障已排除，将串联补偿装置重新投入运行。如果判断电流值未处于标准电流范围内时，且在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器未处于闭合状态时，判定输电线路中的故障仍未排除，此时则保持串联补偿装置停止运行的状态，从而避免二次冲击。

实施例2

本发明实施例提供一种串联补偿装置的线路保护控制系统，该串联补偿装置连接于输电线路中，如图2所示，该线路保护控制系统主要包括：线路保护装置1、交流短线路保护装置3、控制器2及多个断路器。

其中多个断路器分别连接于输电线路中、串联补偿装置的端口之间；可选地，在本发明的一些实施例中，该多个断路器主要包括：第一断路器qf1、第二断路器qf2及第三断路器qf3，第一断路器qf1连接于串联补偿装置的第一端及输电线路的第一端之间；第二断路器qf2连接于串联补偿装置的第二端及输电线路的第二端之间；第三断路器qf3连接于串联补偿装置的第一端及第二端之间；第一断路器qf1及第二断路器qf2为常闭状态；第三断路器qf3为常开状态。

线路保护装置1用于检测所连接的输电线路是否发生故障，当检测所连接的输电线路发生故障时，生成第一提示信号发送至控制器2。具体地，线路保护装置1的第一端连接于串联补偿装置的第二端及第二断路器qf2之间，线路保护装置1的第二端连接于第二断路器qf2及输电线路的第二端之间。

交流短线路保护装置3连接于串联补偿装置的端口间，用于检测串联补偿装置的线路侧是否发生故障，当检测到串联补偿装置的线路侧发生故障时，生成第二提示信号发送至控制器2。具体地，交流短线路保护装置3的第一端连接于第一断路器qf1及串联补偿装置的第一端之间；交流短线路保护装置3的第二端连接于线路保护装置1的第二端及第二断路器qf2之间。

控制器2分别与线路保护装置1、交流短线路保护装置3及多个断路器通信连接，当接收到第一提示信号时，驱动断路器动作，短接串联补偿装置并停止运行串联补偿装置；当接收到第二提示信号时，驱动断路器动作。

在实际应用中，通过本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统进行串联补偿装置的过程主要包括：

首先，线路保护装置1、交流短线路保护装置3判别故障。在具体实施例中，线路保护装置1装设差动保护、距离保护等判断区域内故障；其中，差动保护是指检测线路两侧电流，计算电流的和或差，如果电流的和或差超过定值，则判断输电线路有故障；距离保护是指通过检测电压和电流计算阻抗，判断阻抗值小于预设定值时，则判断输电线路有故障。当线路保护装置1判别输电线路中存在故障时，生成第一提示信号发送至控制器2。交流短线路保护装置3可配置差动保护判断区域内故障，当交流短线路保护装置3判别输电线路中存在故障时，生成第二提示信号发送至控制器2。

然后，在具体实施例中，线路保护装置1的线路保护范围发生单相故障时，控制器2驱动线路保护出口相连的第一断路器qf1、第二断路器qf2断开、同时将跳闸节点信号(即该第一提示信号)给控制器2。具体地，线路保护装置1的线路保护可实现单相跳闸，也可实现三相跳闸。当线路保护装置1的线路保护范围内发生三相故障时，则对应进行三相跳闸。

控制器2收到线路保护装置1发送的跳闸节点信号后，驱动第三断路器qf3闭合，将串联补偿装置退出运行。控制器2收到交流短线路保护装置3发送的第二提示信号后，驱动第一断路器qf1、第二断路器qf2断开，在一可选实施例中，也可以是通过线路保护装置1断开第二断路器qf2。

在实际应用中，对于发生故障的输电线路，断开的断路器等，可以通过重合闸装置进行自动重合闸。具体地，重合闸可以包括：单相重合闸，单相故障则单相跳闸，并单相重合闸，重合失败时，则进行三相跳闸，即，故障后跳断路器有故障的那一相，延时一段时间后进行重合闸；还包括：两相或三相重合闸，当输电线路中故障跳三相不重合(跳闸后不再重合)。

而对于进行重合闸后的输电线路，如果故障依然存在，则仍有可能出现二次冲击的问题。因此，需进一步判断故障是否消除。在具体实施例中，对于单相重合闸或三相重合闸重合过程中，串联补偿装置控制保护系统检测线路是否正常运行。

获取线路保护装置1检测的输电线路的电流值，判断电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器是否处于闭合状态。

当判断电流值处于标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器处于闭合状态时，判定满足线路正常运行条件，控制器2将串联补偿装置重新投入运行，将串联补偿装置启动、断开第三断路器qf3、重新投入串联补偿装置；当不满足线路正常运行条件时，则不进行装置重投，从而有效避免了二次冲击。

本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制系统，具有以下优点：

1.线路保护跳闸信号给串联补偿装置保护控制系统，装置自动退出运行，不受线路故障影响。

2.该线路重合闸与装置重投控制过程，结合线路电流或开关位置判别重合闸是否成功，根据判别结果决定装置是否自动重投，减少了线路重合闸对装置的二次冲击。

本发明实施例还提供了一种串联补偿装置的线路保护控制方法，具体地，可应用于上述实施例2所述的线路保护控制系统中，该线路保护控制方法包括：

通过线路保护装置1检测所连接的输电线路是否发生故障，获取线路保护装置1检测所连接的输电线路发生故障时生成的第一提示信号；通过交流短线路保护装置3检测串联补偿装置的线路侧是否发生故障，获取交流短线路保护装置3检测到串联补偿装置的线路侧发生故障时生成的第二提示信号；

根据第一提示信号及第二提示信号驱动断路器动作，短接串联补偿装置并停止运行串联补偿装置。

进一步地，为了避免在故障仍存在时进行重合闸，本发明实施例的串联补偿装置的线路保护控制方法还包括：

获取线路保护装置1检测的输电线路的电流值，判断电流值是否处于标准电流范围；或者，检测在预设延时时间内，检测连接于输电线路中的断路器是否处于闭合状态；

当判断电流值处于标准电流范围内时，或者，当检测在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器处于闭合状态时，判定输电线路中的故障已排除，将串联补偿装置重新投入运行。如果判断电流值未处于标准电流范围内时，且在预设延时时间内，连接于输电线路中的断路器未处于闭合状态时，判定输电线路中的故障仍未排除，此时则保持串联补偿装置停止运行的状态，从而避免二次冲击。

可选地，在本发明的一些实施例中，如图3所示，该线路保护控制系统的多个断路器，还包括：第四断路器qf4，该第四断路器qf4连接于交流短线路保护装置3的第二端及线路保护装置1的第二端之间。

当接收到第一提示信号时，控制器2驱动第二断路器qf2、第四断路器qf4断开，驱动第三断路器qf3闭合；当接收到第二提示信号时，控制器2驱动第一断路器qf1、第四断路器qf4断开、不断开第二断路器qf2。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。