谐振接地电网与直配式电阻接地电厂接地故障处理方法与流程

文档序号:30102752发布日期:2022-05-18 13:32阅读:115来源:国知局

1.本发明主要是电网单相接地故障处理领域,特指一种谐振接地电网与直配式电阻接地电厂接地故障处理方法,适用于采用消弧线圈接地的电网带直配式新能源电厂的单相接地故障处理。


背景技术:

2.随着风电、光伏电站的迅速发展,一些风力发电和光伏发电站经汇流站汇流后不经升压变压器升压而直接通过汇流站汇流后通过直配式联络线接入电网变电站的风电、光伏电站。而风电、光伏电站出于对内过电压防护的要求一般用中性点小电阻接地方式,而电网中性点大多采用消弧线圈接地,即谐振接地。消弧线圈接地的目的是消除瞬时性接地故障、提高供电可靠性,但消弧线圈只能消除电容电流,消除不了阻性电流,在接地故障发生时通过直配式联络线接入的风力发电和光伏发电站经汇流站中性点的小电阻会提供阻性电流,这样无论是电网变电站的馈线还是新能源电站汇流站的馈线发生单相接地故障都会导致消弧线圈消弧失败,使直配式联络线跳闸,影响新能源电站发电,影响电网稳定和供电可靠性。
3.采用小电阻接地方式时无论发生的是瞬时接地性故障、还是永久性接地故障一律通过零序电流保护切除直配式联络线线势必会影响发电量,还由于故障后需要对故障馈线进行检测增加了试验及维护的工作量。另外,采用小电阻接地方式各馈线配零序电流保护还存在“高阻死区”的问题,即发生单相接地故障时故障点的对地过渡电阻一旦达到一定的阻值后,由于接地后在故障馈线产生的零序电流达不到零序电流保护的零序电流整定值,零序电流保护将不动作,即进入了零序电流保护的“高阻死区”,而使单相接地故障长时间持续,且高阻接地故障以永久性接地故障为主,这样将对新能源设备造成安全威胁。
4.新能源电厂的系统中性点之所以不采用消弧线圈接地方式,是因为消弧线圈接地方式属于谐振接地,在正常运行时内过电压水平较高,特别是自动消弧线圈在调谐时过谐振点产生的调谐过电压会对新能源设备的绝缘构成威胁。
5.虽然在发生单相接地故障消弧线圈接地方式的内过电压水平并不高,但是新能源电厂的系统中性点在正常运行时不能运行于消弧线圈接地方式,特别是在自动消弧线圈投入电网或在电网运行方式发生变化,特别是在切除故障线路时自动消弧线圈都会启动调谐程序产生调谐过电压,会对新能源设备的绝缘构成威胁,如何避免自动消弧线圈调谐时产生的调谐过电压是需要解决的问题。


技术实现要素:

6.针对以上问题,发明了谐振接地电网与直配式电阻接地电厂接地故障处理方法,谐振接地电网中在消弧线圈支路与接地变压器之间串接消弧线圈支路开关qf
l
和电流互感器ta
l
,在消弧线圈支路旁并接中性点电压互感器tvn,由计算机控制系统ml控制;在直配式电厂的电阻支路与接地变压器之间串接电阻支路开关qfr和电流互感器tar,由计算机控制
器mr控制;谐振接地电网的计算机控制系统ml与直配式电厂的计算机控制器mr进行通信, ml为主控制器,mr为辅控制器受ml控制。
7.当直配式电阻接地电厂加入运行时必须先合上直配式电厂的电阻支路开关qfr,以防止谐振接地电网的消弧线圈调谐产生的内过电压对直配式电厂的电气设备的影响。
8.谐振接地电网正常运行时消弧线圈支路开关qf
l
合闸,运行于消弧线圈接地方式,计算机控制器ml时实采集中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l
;直配式电厂正常运行时,电阻支路开关qfr合闸,运行于电阻接地方式,计算机控制器mr时实采集电阻支路电流ir。
9.当谐振接地电网的计算机控制器ml在δt1时间段内检测到中性点位移电压un的增量δu
n δ,消弧线圈支路电流i
l
的增量δi
l
λ,判定电网发生了单相接地故障,此时控制器ml通知直配式电厂的计算机控制器mr断开电阻支路开关qfr,全部运行于消弧线圈接地方式进行消弧处理;延时t2后再检查谐振接地电网中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l ,若unu
n0
+δ,消弧线圈支路电流i
lil0
+λ,故障为瞬时性接地故障,故障已恢复,通知直配式电厂的计算机控制器mr合上电阻支路开关qfr,系统复归;若中性点位移电压unu
n0
+δ,消弧线圈支路电流i
lil0
+λ,故障为永久性接地故障。δt1为判定中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l
产生稳定增量的时间段;t2为消弧线圈消除瞬时性接地故障所需最长时间;当判定故障为永久性故障时合上直配式电厂的电阻支路开关qfr,再断开消弧线圈支路开关qf
l
,然后由计算机控制器ml检测包括直配式电厂联络线在内的各馈线零序电流i
j0
,找出零序电流最大的馈线。
10.若零序电流最大的馈线为谐振接地电网的一般馈线,则该馈线即为发生永久性接地故障的线路,由谐振接地电网的计算机控制器ml发出命令切除故障馈线或实现故障区域隔离后,合上消弧线圈支路开关qf
l
系统复归。
11.若零序电流最大的馈线为直配式电厂联络线,则由直配式电厂的计算机控制器mr检测包括直配式电厂联络线在内的直配式电厂各馈线零序电流i
i0
,若零序电流最大的馈线为直配式电厂的一般馈线,则该馈线即为发生永久性接地故障的线路,由直配式电厂的计算机控制器mr发出命令切除故障馈线、通知谐振接地电网的计算机控制器ml合上消弧线圈支路开关qf
l
系统复归。
12.若直配式电厂的计算机控制器mr检测到零序电流最大的馈线为直配式电厂的联络线,则为直配式电厂的联络线发生永久性接地故障,通知谐振接地电网的计算机控制器ml发出命令切除发生永久性接地故障的联络线后,谐振接地电网的系统复归。
13.δ为判断发生接地故障的中性点位移电压un的增量标准值;u0为故障前中性点位移电压值;λ为判断发生接地故障的消弧线圈支路电流i
l
的增量标准值; i
l0
为故障前消弧线圈支路电流值;一般馈线指非联络线的馈线。
14.谐振接地电网指消弧线圈接地方式的电网。
15.直配式电阻接地电厂指汇流站采用电阻接地方式不经变压器升压直接通过联络线接入电网的新能源电厂。
16.本发明具有下述优点:
1、该方明在判断发生接地故障、选出故障馈线后动态切换为消弧线圈接地,利用消弧线圈消除瞬时性接地故障,解决了原小电阻接地方式不管故障性质一律通过零序电流保护切除故障线路的问题,提高了新能源电厂发电量。
17.2、在判断故障为永久接地故障时,通过的接地选线的方法选出并切除故障线路,具有较高的过渡电阻识别能力,解决了原小电阻接地方式存在的“高阻死区”问题。
18.3、该方法在自动消弧线圈调谐时,电阻支路开关闭合,由电阻r限制自动消弧线圈调谐时产生的调谐过电压对对新能源设备的绝缘构成威胁。
附图说明
19.图1为新能源汇流厂智能电阻接地装置的结构图。
20.图2为谐振接地电网与直配式新能源汇流厂的拓扑图。
具体实施方式
21.谐振接地电网中在消弧线圈支路与接地变压器之间串接消弧线圈支路开关qf
l
和电流互感器ta
l
,在消弧线圈支路旁并接中性点电压互感器tvn,由计算机控制系统ml控制;在直配式电厂的电阻支路与接地变压器之间串接电阻支路开关qfr和电流互感器tar,由计算机控制器mr控制;谐振接地电网的计算机控制系统ml与直配式电厂的计算机控制器mr进行通信, ml为主控制器,mr为辅控制器受ml控制。
22.当直配式电阻接地电厂加入运行时必须先合上直配式电厂的电阻支路开关qfr,以防止谐振接地电网的消弧线圈调谐产生的内过电压对直配式电厂的电气设备的影响。
23.谐振接地电网正常运行时消弧线圈支路开关qf
l
合闸,运行于消弧线圈接地方式,计算机控制器ml时实采集中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l
;直配式电厂正常运行时,电阻支路开关qfr合闸,运行于电阻接地方式,计算机控制器mr时实采集电阻支路电流ir。
24.当谐振接地电网的计算机控制器ml在δt1时间段内检测到中性点位移电压un的增量δunδ,消弧线圈支路电流i
l
的增量δi
l
λ,判定电网发生了单相接地故障,此时控制器ml通知直配式电厂的计算机控制器mr断开电阻支路开关qfr,全部运行于消弧线圈接地方式进行消弧处理;延时t2后再检查谐振接地电网中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l ,若unu
n0
+δ,消弧线圈支路电流i
lil0
+λ,故障为瞬时性接地故障,故障已恢复,通知直配式电厂的计算机控制器mr合上电阻支路开关qfr,系统复归;若中性点位移电压unu
n0
+δ,消弧线圈支路电流i
lil0
+λ,故障为永久性接地故障。δt1为判定中性点位移电压un和消弧线圈支路电流i
l
产生稳定增量的时间段;t2为消弧线圈消除瞬时性接地故障所需最长时间。
25.当判定故障为永久性故障时合上直配式电厂的电阻支路开关qfr,再断开消弧线圈支路开关qf
l
,然后由计算机控制器ml检测包括直配式电厂联络线在内的各馈线零序电流i
j0
,找出零序电流最大的馈线。
26.若零序电流最大的馈线为谐振接地电网的一般馈线,则该馈线即为发生永久性接地故障的线路,由谐振接地电网的计算机控制器ml发出命令切除故障馈线或实现故障区域
隔离后,合上消弧线圈支路开关qf
l
系统复归。
27.若零序电流最大的馈线为直配式电厂联络线,则由直配式电厂的计算机控制器mr检测包括直配式电厂联络线在内的直配式电厂各馈线零序电流i
i0
,若零序电流最大的馈线为直配式电厂的一般馈线,则该馈线即为发生永久性接地故障的线路,由直配式电厂的计算机控制器mr发出命令切除故障馈线、通知谐振接地电网的计算机控制器ml合上消弧线圈支路开关qf
l
系统复归。
28.若直配式电厂的计算机控制器mr检测到零序电流最大的馈线为直配式电厂的联络线,则为直配式电厂的联络线发生永久性接地故障,通知谐振接地电网的计算机控制器ml发出命令切除发生永久性接地故障的联络线后,谐振接地电网的系统复归。
29.δ为判断发生接地故障的中性点位移电压un的增量标准值;u0为故障前中性点位移电压值;λ为判断发生接地故障的消弧线圈支路电流i
l
的增量标准值; i
l0
为故障前消弧线圈支路电流值;一般馈线指非联络线的馈线。
30.谐振接地电网指消弧线圈接地方式的电网。
31.直配式电阻接地电厂指汇流站采用电阻接地方式不经变压器升压直接通过联络线接入电网的新能源电厂。
32.以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
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