CN109613422A - 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法 - Google Patents

一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN109613422A
CN109613422A CN201811488645.9A CN201811488645A CN109613422A CN 109613422 A CN109613422 A CN 109613422A CN 201811488645 A CN201811488645 A CN 201811488645A CN 109613422 A CN109613422 A CN 109613422A
Authority
CN
China
Prior art keywords
breaker
arc current
secondary arc
tripping
inhibiting
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811488645.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109613422B (zh
Inventor
梁振锋
张惠智
毛逸凡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Wei Tao
Original Assignee
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xian University of Technology filed Critical Xian University of Technology
Priority to CN201811488645.9A priority Critical patent/CN109613422B/zh
Publication of CN109613422A publication Critical patent/CN109613422A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109613422B publication Critical patent/CN109613422B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/327—Testing of circuit interrupters, switches or circuit-breakers
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Driving Mechanisms And Operating Circuits Of Arc-Extinguishing High-Tension Switches (AREA)
  • Emergency Protection Circuit Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，当特/超输电线路发生故障，保护启动后执行选相程序，故障类型为单相接地故障时，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸。若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间，监测非故障相线电压相位在最佳时刻发生跳闸命令，使非故障相线电压为0时断路器主触头断开，达到抑制潜供电流的目的。本发明所提方法可提高单相重合闸成功率，保证***安全运行，且不需要增加额外的投资。

Description

一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法
技术领域
本发明属于电力保护***技术领域，涉及一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法。
背景技术
输电线路上广泛应用自动重合闸。由于可提高供电可靠性和***运行的稳定性、限制重合闸过电压，因此特/超高压输电线路上通常采用单相重合闸。发生单相接地故障，保护动作跳开故障相断路器，由于健全相对故障相的电磁耦合，故障点会形成二次电弧(即潜供电流)。若重合故障相断路器时，二次电弧未熄灭，会导致重合失败。重合失败将对电力***和电气设备再次造成冲击。抑制潜供电流是提高线路重合闸成功率的关键。
目前在高压线路上抑制潜供电流的方法主要有两种：其一是在高压线路上加装并联电抗器及中性点小电抗，用于补偿输电线路的相间电容，以抑制潜供电流中占很大比重的容性分量。其二，在线路首末两端安装快速接地开关(HSGS)，线路出现故障时，两侧断路器跳开，接地开关闭合，将故障点的潜供电流转移到具备较高灭弧能力的接地开关上，使得故障点的潜供电流快速熄灭。
随着断路器在线监测及智能断路器的发展，断路器的分合闸时间可以精确预测。理论研究和实际测试表明可根据电流或电压的相位实现断路器的分相合闸或分闸操作(即相控断路器)。西门子、ABB公司已开发出智能相控断路器产品投入到市场。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，可减小故障相断路器跳开后的潜供电流。
本发明所采用的技术方案是，一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，当特/超输电线路发生故障，保护启动后执行选相程序，判断的故障类型为单相接地故障时，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸，若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间，计算跳闸延时时长t，使非故障相线电压为0时断路器主触头断开，达到抑制潜供电流的目的。
本发明的特点还在于：
一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，具体按照以下步骤实施：
步骤1、特/超输电线路发生单相接地故障，保护启动并选相，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸；
步骤2、若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸所需时间TT，令T1＝TT；
步骤3、对非故障相线电压进行带通滤波，截止频率选择为50～60Hz；获取非故障相线电压的周期TN；
步骤4、比较T1与若令且执行步骤5，若流程转至步骤6；
步骤5、比较步骤4处理得到的T1与若令且执行步骤4，若流程转至步骤6；
步骤6、利用非故障相线电压当前采样值前半个周期的采样数据确定非故障相线电压的过零点t0，计算当前采样值距离过零点t0之间的时间TP，令
步骤7、比较T2与步骤4或步骤5处理后获得的T1，若T2＞T1，则经t＝T2-T1延时发出跳闸脉冲；若T2＜T1，则经延时发出跳闸脉冲。
步骤1针对的是输电线路发生的区内单相接地故障，若为其它类型故障，则按其他保护流程处理。
过零点t0是将采样值由正值变为负值或由负值变为正值后的任意一个采样时刻。
断路器跳闸时间TT是指从发出跳闸命令到断路器主触头跳开所需要的时间。
步骤7发出的跳闸脉冲可使非故障相线电压为0时断路器主触头断开。
本发明的有益效果是：本发明的一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，在高压线路发生单相接地故障时，能够抑制潜供电流，有利于潜供电流的熄灭，可提高了单相重合闸的成功率；本发明不需要增加额外的投资。
本发明将通过控制断路器的跳闸时刻来抑制潜供电流。智能断路器的智能控制组件或在线监测***通过控制电压、操作压力、环境温度、气体压力等工况下的机械特性数据，可以精确预测断路器跳闸时间，为控制断路器的跳闸时刻提供了技术保障。
附图说明
图1是本发明一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法的流程图；
图2是实施例中双侧电源仿真***图；
图3(a)是实施例中t1为ubc为0时刻的非故障相线电压ubc的波形图；
图3(b)是实施例中t1时刻M侧断路器主触头断开时的潜供电流波形；
图4(a)是实施例中t2为ubc最大时刻的非故障相线电压ubc的波形图；
图4(b)是实施例中t2时刻M侧断路器主触头断开时的潜供电流波形。
具体实施方式
本发明一种通过控制跳闸时刻抑制潜供电流的方法，当特/超输电线路发生故障，保护启动后执行选相程序，判断的故障类型为单相接地故障时，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸，若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间，计算跳闸延时时长t，使非故障相线电压为0时断路器主触头断开，达到抑制潜供电流的目的。
一种通过控制故障相断路器跳闸时刻抑制潜供电流的方法，如图1所示，具体按照以下步骤实施：
步骤1、特/超输电线路发生单相接地故障，保护启动并选相，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸；
步骤2、若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间TT，令T1＝TT；
步骤3、对非故障相线电压进行带通滤波，截止频率选择为50～60Hz；获取非故障相线电压的周期TN；
步骤4、比较T1与若令且执行步骤5，若流程转至步骤6；
步骤5、比较步骤4处理得到的T1与若令且执行步骤4，若流程转至步骤6；
步骤6、利用非故障相线电压当前采样值前半个周期的采样数据确定非故障相线电压的过零点t0，计算当前采样值距离过零点t0之间的时间TP，令
步骤7、比较T2与步骤4或步骤5处理后获得的T1，若T2＞T1，则经t＝T2-T1延时发出跳闸脉冲；若T2＜T1，则经延时发出跳闸脉冲。
步骤7发出的跳闸脉冲可使非故障相线电压为0时断路器主触头断开。
步骤1针对的是输电线路发生的区内单相接地故障，若为其它类型故障，则按其他保护流程处理。
过零点t0是将采样值由正值变为负值或由负值变为正值后的任意一个采样时刻。
断路器跳闸时间TT是指从发出跳闸命令到断路器主触头跳开所需要的时间。
步骤7发出的跳闸脉冲可使非故障相线电压为0时断路器主触头断开。
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。通常在此处附图中的描述和所示的本发明实施例的组件可以通过各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通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
对于某一长318km，电压等级为500kV的双侧电源输电线路进行了本发明保护方案的验证，如图2所示。图2中，M侧***阻抗：Z1m＝6.2+j17.4Ω，Z0m＝24+j15.3Ω；N侧***阻抗：Z1n＝26+j37.4Ω，Z0n＝47+j23.4Ω。线路参数为：R1＝0.0133326Ω/km，L1＝0.847mH/km，C1＝0.013877μF/km，R0＝0.032164Ω/km，L0＝2.65mH/km，C0＝0.00977875μF/km。线路两端电源相角差为30°。
利用PSCAD/EMTDC建立图2所示***。线路在1s发生A相接地故障，1.04sN侧保护动作跳开故障相断路器。M侧在不同跳闸时刻跳开故障相断路器后，故障点的潜供电流变化情况如图3(a)、3(b)、4(a)、4(b)所示。图3(a)和图3(b)，图4(a)和图4(b)分别为1.064s(即ubc为0时)和1.069s(即ubc最大时)跳闸时，非故障相之间的线电压及潜供电流的波形图。
比较图3(a)-图4(b)可见，ubc为0时刻跳开故障相断路器，潜供电流峰值小于2kA；而在ubc最大时刻跳开故障相断路器，潜供电流峰值达到50余kA。由此可见，故障相断路器跳闸时刻与潜供电流的大小密切相关。显然，在ubc为0时刻故障相断路器的主触头断开有利于潜供电流的熄灭。
表1为线路出口处A相接地故障，N侧故障相断路器已跳开，M侧故障相断路器在不同时刻跳闸时潜供电流的峰值。
表1潜供电流峰值与M侧故障相断路器跳闸时刻的关系
由表1可见，潜供电流峰值与M侧断路器跳闸时刻相关。1.064s时刻跳闸，ubc值处于0附近，潜供电流峰值仅为1.04kA；1.069s时刻跳闸，ubc值接近最大值，潜供电流峰值达到50.87kA。
为了进一步验证本文方法的有效性和正确性，进行了不同故障位置、过渡电阻的仿真。表2给出了不同故障位置情况下潜供电流峰值的变化情况，表中故障位置为故障点距M侧的距离占线路全长的百分比。表3为不同过渡电阻情况下潜供电流峰值的变化情况。
由表2可见，虽然在同一跳闸时刻潜供电流峰值随着故障点距M母线距离的增加而减小，但在不同故障位置潜供电流峰值随跳闸时刻的变化规律仍与表1相同，即在ubc处于最小值(1.064s)跳闸时潜供电流的峰值最小，在ubc处于最大值(1.069s)跳闸时潜供电流的峰值最大。由此可见，在不同故障位置本文方法均有效，且在出口处故障时效果最明显。
表2不同故障位置情况下的潜供电流峰值(kA)
表3不同过渡电阻情况下的潜供电流峰值(kA)
由表3可见，过渡电阻对潜供电流峰值大小几乎没有影响，在不同过渡电阻情况下本文方法依然有效。
通过上述方式，本发明一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，在输电线路发生单相接地故障时可以减小潜供电流，有利于潜供电流的熄灭，可提高重合闸成功率。PSCAD/EMTDC仿真表明：线路发生故障时，选择本发明方法选定的断路器最佳跳闸相位可以有效减小潜供电流，且最佳跳闸相位的确定与故障位置、过渡电阻无关。本发明所提方法可提高单相重合闸成功率，提高***的安全稳定性，且不需要增加额外的投资。

Claims (4)

1.一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，其特征在于，当特/超输电线路发生故障时，保护启动后执行选相程序，判断的故障类型为单相接地故障时，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸，若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间，计算跳闸延时时长t，使非故障相线电压为0时断路器主触头断开，达到抑制潜供电流的目的。
2.根据权利要求1所述的一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：
步骤1、特/超输电线路发生单相接地故障，保护启动并选相，进行故障区段判断及延时，判别是否应该出口跳闸；
步骤2、若保护出口，从断路器的智能控制组件或在线监测***获取断路器跳闸时间TT，令T1＝TT；
步骤3、对非故障相线电压进行带通滤波，截止频率选择为50～60Hz；获取非故障相线电压的周期TN；
步骤4、比较T1与若令且执行步骤5，若流程转至步骤6；
步骤5、比较步骤4处理得到的T1与若令且执行步骤4，若流程转至步骤6；
步骤6、利用非故障相线电压当前采样值前半个周期的采样数据确定非故障相线电压的过零点t0，计算当前采样值距离过零点t0之间的时间TP，令
步骤7、比较T2与步骤4或步骤5处理后获得的T1，若T2＞T1，则经t＝T2-T1延时发出跳闸脉冲；若T2＜T1，则经延时发出跳闸脉冲。
3.根据权利要求2所述的一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，其特征在于，所述过零点t0是将采样值由正值变为负值或由负值变为正值后的任意一个采样时刻。
4.根据权利要求2所述的一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法，其特征在于，所述断路器跳闸时间TT是指从发出跳闸命令到断路器主触头跳开所需要的时间。
CN201811488645.9A 2018-12-06 2018-12-06 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法 Expired - Fee Related CN109613422B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811488645.9A CN109613422B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811488645.9A CN109613422B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109613422A true CN109613422A (zh) 2019-04-12
CN109613422B CN109613422B (zh) 2020-12-18

Family

ID=66007418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811488645.9A Expired - Fee Related CN109613422B (zh) 2018-12-06 2018-12-06 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109613422B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688422A (zh) * 2020-11-13 2021-04-20 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于云边端协同的智能低压分支监测的方法
CN112763801A (zh) * 2021-04-07 2021-05-07 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种特高压换流站选相合闸装置最大合闸相角测量方法
CN116780639A (zh) * 2023-08-25 2023-09-19 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 一种分布式光伏并网控制方法、装置及存储介质

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1545279A1 (ru) * 1984-11-30 1990-02-23 Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Устройство ограничени тока подпитки вторичной дуги при однофазном автоматическом повторном включении линии электропередачи
WO2011020301A1 (zh) * 2009-08-20 2011-02-24 中国电力科学研究院 限制超高压/特高压同塔双回线路潜供电流的方法及装置
CN104377642A (zh) * 2014-12-01 2015-02-25 国家电网公司 一种基于潜供电流和恢复电压的重合闸时间整定方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1545279A1 (ru) * 1984-11-30 1990-02-23 Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Устройство ограничени тока подпитки вторичной дуги при однофазном автоматическом повторном включении линии электропередачи
WO2011020301A1 (zh) * 2009-08-20 2011-02-24 中国电力科学研究院 限制超高压/特高压同塔双回线路潜供电流的方法及装置
CN104377642A (zh) * 2014-12-01 2015-02-25 国家电网公司 一种基于潜供电流和恢复电压的重合闸时间整定方法

Non-Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
娄杰 等: "潜供电弧零休阶段弧道恢复电压特性", 《高电压技术》 *
李博通 等: "基于潜供电流计算的输电线路单相永久性故障判断方法", 《天津大学学报》 *
杨竞及: "超高压交流输电线路单相自适应重合闸新方法研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 *
林莘 等: "特高压交流输电线路潜供电弧的抑制措施", 《高电压技术》 *
梁振锋 等: "输电线路自适应重合闸研究综述", 《电力***保护与控制》 *
王月林 等: "风电场联络线非全相运行时的恢复电压研究", 《中国电力》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688422A (zh) * 2020-11-13 2021-04-20 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种基于云边端协同的智能低压分支监测的方法
CN112763801A (zh) * 2021-04-07 2021-05-07 国网江西省电力有限公司电力科学研究院 一种特高压换流站选相合闸装置最大合闸相角测量方法
CN116780639A (zh) * 2023-08-25 2023-09-19 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 一种分布式光伏并网控制方法、装置及存储介质
CN116780639B (zh) * 2023-08-25 2024-01-16 国网浙江省电力有限公司宁波供电公司 一种分布式光伏并网控制方法、装置及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
CN109613422B (zh) 2020-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107966633B (zh) 一种供电***的配电网单相接地故障线路快速判断方法及***
CN101340086B (zh) 中性点非有效接地电网的单相接地故障判别、保护方法及***
Hasibar et al. The application of high-speed grounding switches for single-pole reclosing on 500 kV power systems
CN110071489B (zh) 一种高温超导输电线路失超判别、切换控制方法和装置
CN106159876B (zh) 电气防火限流式保护器及故障电流检测方法
CN201234133Y (zh) 中性点非有效接地电网消除单相接地故障保护***
CN109613422A (zh) 一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法
CN209709686U (zh) 一种基于故障相经判相防错开关技术的消弧装置
Lin et al. An adaptive reclosure scheme for parallel transmission lines with shunt reactors
CN105932658B (zh) 一种利用配电网消弧装置进行配电网消弧的方法
Nagpal et al. Field verification of secondary arc extinction logic
CN103762551A (zh) 基于断路器分闸位置加速封ta切除变压器死区故障的继电保护方法
CN202586308U (zh) 微机综合接地保护装置
CN110912092B (zh) 比较线路两侧线电压的3～66kV线路断线保护方法
CN110794340B (zh) 一种高压架空线的断线保护方法及电路
Zadeh et al. An adaptive HV transmission lines reclosing based on voltage pattern in the complex plane
CN106786473A (zh) 一种消弧线圈接地***配网线路单相接地故障隔离方法
CN204651919U (zh) 一种10kV电网中性点联合接地装置
CN110098599A (zh) 一种架空线-电缆混合线路的故障处理方法和***
CN205693353U (zh) 一种配电网消弧装置
CN109031043A (zh) 基于瞬时功率突变量半波长交流输电线路故障选相方法
CN111224384B (zh) 比较线路两侧线电压向量差采用合解环操作断线保护方法
JP2014072947A (ja) 配電線の１線地絡事故の検出除去装置
Thomas et al. A Method for Controlled Fault Interruption for Use with HV SF 6 Circuit Breakers
CN110535141A (zh) 一种限流型环网控制器及控制方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221216

Address after: Room 405, No. 167, Bashan West Road, Hanbin District, Ankang, Shaanxi Province, 725000

Patentee after: Wei Tao

Address before: 710048 No. 5 Jinhua South Road, Shaanxi, Xi'an

Patentee before: XI'AN University OF TECHNOLOGY

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20201218