一種可控串補電路的控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可控串補電路的控制方法，該控制方法包括：在第一設(shè)定時間進行故障切除；判斷所述故障切除是否成功；如果斷路器發(fā)生拒動未成功切除所述故障，在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)降低至額定值。所述控制方法，在斷路器拒動時間內(nèi)，調(diào)節(jié)提升系數(shù)，從而降低斷路器拒動時間內(nèi)可控串補電路的MOV的能耗，同時可以防止拒動時間內(nèi)可控串補電路由于高能耗導(dǎo)致的過熱損壞，保證了可控串補電路的使用壽命。另外，由于所述控制方法降低了MOV的能耗，可以采用容量較小的MOV，降低了可控串補電路的制作成本。
【專利說明】—種可控串補電路的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輸電控制【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地說，涉及一種可控串補電路的控制方法。【背景技術(shù)】
[0002]本部分旨在為權(quán)利要求書中陳述的本申請的實施方式提供背景或上下文。此處的描述可包括可以探究的概念，但不一定是之前已經(jīng)想到或者已經(jīng)探究的概念。因此，除非在此指出，否則在本部分中描述的內(nèi)容對于本申請的說明書和權(quán)利要求書而言不是現(xiàn)有技術(shù)，并且并不因為包括在本部分中就承認是現(xiàn)有技術(shù)。
[0003]串補是將電容器串聯(lián)于電路中的無功補償設(shè)備?？煽卮a(thyristorcontrolled series compensation, TCSC)是一種容抗可調(diào)的串補。為了限制可控串補的壓降，通常并聯(lián)有具有非線性特性的金屬氧化物閥片(metal oxide valve, MOV)。
[0004]參考圖1，圖1為一種可控串補電路圖，包括:串聯(lián)在輸電線路中的電容C，與電容C并聯(lián)的M0V，與MOV并聯(lián)的旁路開關(guān)支路，與電容C并聯(lián)的一個由晶閘管T控制的電抗器L。其中，旁路開關(guān)支路包括:阻尼回路R以及旁路開關(guān)K。
[0005]MOV是一種非線性電阻，在壓降較低的情況下呈現(xiàn)為大電阻，流過的電流很小；而當(dāng)其壓降超過某個閾值，其流過的電流會迅速增大，相當(dāng)于其電阻值迅速降低。由于MOV的非線性特性，可控串補電路的MOV可以起到限制串補壓降、分流故障電流的保護作用。MOV伏安特性曲線如圖2所示，電流隨著電壓的增大而增大。在MOV電流增加的同時，MOV也將吸收一定的能耗。MOV可以吸收的能耗存在上限，即不能超過MOV的設(shè)計容量，否則會由于熱作用導(dǎo)致MOV損壞。
[0006]在實際應(yīng)用中，為了避免可控串補電路的MOV的能耗超過上限，通常對其能耗進行監(jiān)控，若超過預(yù)先設(shè)定的閾值，則需將串補電路旁路，將其從電路中切除?？煽卮a電路的投運對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行具有重要作用，因此，需要制定合理的串補電路控制方法，保證串補電路的安全、有效使用。
[0007]現(xiàn)有可控串補電路控制方法是:在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(即串補電路所在線路發(fā)生故障)，為了防止MOV損壞，可將串補電路旁路，使其不工作；在發(fā)生區(qū)外故障時(即串補電路所在線路以外的位置發(fā)生故障)，串補電路與輸電線路連接，正常工作，保持提升系數(shù)不變，僅由MOV限制串補壓降以及分流故障電流。
[0008]發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，采用控制方法對可控串補電路進行控制，在發(fā)生區(qū)外故障且斷路器出現(xiàn)拒動時，MOV能耗可能較高，從而對MOV容量提出較高要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種可控串補電路的控制方法，降低了在輸電線路發(fā)生區(qū)間外故障時可控串補電路的能耗。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0011]一種可控串補電路的控制方法，在發(fā)生區(qū)外故障時，所述控制方法包括:[0012]在第一設(shè)定時間進行故障切除；
[0013]判斷所述故障切除是否成功；
[0014]如果斷路器發(fā)生拒動未成功切除所述故障，在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)至額定值。
[0015]優(yōu)選的，在上述控制方法中，所述第一設(shè)定時間為所述區(qū)外故障發(fā)生后的
0.05s-0.15s時間段內(nèi)，包括端點值。
[0016]優(yōu)選的，在上述控制方法中，所述第二設(shè)定時間為所述第一設(shè)定時間后0.2s-0.5s的時間段內(nèi)，包括端點值。
[0017]優(yōu)選的，在上述控制方法中，通過調(diào)節(jié)所述可控串補電路的晶閘管調(diào)節(jié)所述可控串補電路的提升系數(shù)。
[0018]優(yōu)選的，在上述控制方法中，所述控制方法用于超、特高壓交流輸電線路的可控串補電路的控制。
[0019]優(yōu)選的，在上述控制方法中，所述可控串補電路在正常運行時的提升系數(shù)為1.0-3.0，包括端點值。
[0020]從上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明所提供的控制方法包括:在第一設(shè)定時間進行故障切除；判斷所述故障切除是否成功；如果斷路器發(fā)生拒動未成功切除所述故障，在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)至額定值。所述控制方法，在斷路器拒動時間內(nèi)，調(diào)節(jié)提升系數(shù)，從而降低斷路器拒動時間內(nèi)可控串補電路的MOV的能耗，同時可以防止拒動時間內(nèi)可控串補電路由于高能耗導(dǎo)致的過熱損壞，保證了可控串補電路的使用壽命。
[0021]而且由于所述控制方法降低了 MOV的能耗，可以采用容量較小的M0V，降低了可控串補電路的制作成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0023]圖1為一種可控串補電路的電路圖；
[0024]圖2為本發(fā)明實施例提供的一種可控串補電路的控制方法的流程示意圖；
[0025]圖3為本發(fā)明實施例提供的一種可控串補電路的MOV的能耗波形圖。
【具體實施方式】
[0026]正如【背景技術(shù)】所述，現(xiàn)有可控串補電路控制方法是:在發(fā)生區(qū)內(nèi)故障時(即串補電路所在線路發(fā)生故障)，為了防止MOV損壞，可將串補電路旁路，使其不工作；在發(fā)生區(qū)外故障時(即串補電路所在線路以外的位置發(fā)生故障)，串補電路與輸電線路連接，正常工作，維持提升系數(shù)不變，僅由MOV限制串補壓降以及分流故障電流。
[0027]發(fā)明人發(fā)發(fā)現(xiàn)，雖然在區(qū)外故障時，故障電流較小，但是，如果輸電線路的斷路器發(fā)生拒動現(xiàn)象，會導(dǎo)致故障切除時間延長，進而導(dǎo)致可控串補電路的工作時間延長，導(dǎo)致能耗升高。而且，MOV工作時間的延長會導(dǎo)致過熱損耗，甚至損壞。為解決上述問題，本申請實施例提供了 一種可控串補電路的控制方法，該方法包括:
[0028]在第一設(shè)定時間進行故障切除；
[0029]判斷所述故障切除是否成功；
[0030]如果斷路器發(fā)生拒動未成功切除所述故障，在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)至額定值。
[0031]所述控制方法，在斷路器拒動時間內(nèi)，調(diào)節(jié)提升系數(shù)，從而降低斷路器拒動時間內(nèi)可控串補電路的MOV的能耗，同時可以防止拒動時間內(nèi)可控串補電路由于高能耗導(dǎo)致的過熱損壞，保證了可控串補電路的使用壽命。
[0032]由于所述控制方法降低了 MOV的能耗，可以采用容量較小的M0V，降低了可控串補電路的制作成本。
[0033]上述控制方法為本申請實施例的核心思想，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0034]基于上述思想，本申請實施例提供了一種可控串補電路的控制方法，參考圖2，該方法包括:步驟Sll:判斷故障類型。
[0035]根據(jù)輸電線路故障的判斷結(jié)果，確定發(fā)生的故障時區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障，如果是區(qū)內(nèi)故障，則進行步驟S12，如果是區(qū)外故障，進行步驟S13。
[0036]步驟S12:將可控串補電路旁路。
[0037]如果發(fā)生區(qū)內(nèi)故障，此時故障電流可能較大，為了減少能耗，并防止可控串補電路的MOV的損壞，此時，可將控串補電路旁路，使其不工作。
[0038]步驟S13:在第一設(shè)定時間進行故障切除。
[0039]如果發(fā)生區(qū)外故障，符合串補電路的工作條件，在設(shè)定的時間范圍內(nèi)，串補電路可以與輸電線路連接，并維持提升系數(shù)不變，僅由MOV限制串補壓降以及分流故障電流。
[0040]在本實施例中，所述第一設(shè)定時間指在發(fā)生所述區(qū)外故障后0.05s-0.15s的時間段內(nèi)，包括端點值。優(yōu)選的，可以為發(fā)生故障后的0.1s時刻進行故障切除。
[0041]步驟S14:判斷所述故障是否切除成功。
[0042]輸電線路發(fā)生故障后，需要切除故障以便于進行故障排除以及維修。輸電線路均設(shè)置有斷路器，用于將故障線路切除。但是，故障線路會發(fā)生拒動現(xiàn)象，即在發(fā)生故障后，斷路器無法響應(yīng)控制指令切除故障線路。
[0043]如果斷路器發(fā)生拒動，無法切除故障，那么會延長可控串補的電路的工作時間，進而會增加MOV的能耗，同時MOV的長時間工作在故障電流之下會產(chǎn)生較大熱量，影響使用壽命。因此，需要進行判斷，確定所述故障是否切除成功。如果成功，則進行步驟S15，如果不成功，則進行步驟S16。
[0044]步驟S15:不改變可控串補電路的提升系數(shù)，工作至所述故障排除。
[0045]此時，故障線路的斷路器能夠正常切除所述故障，則在發(fā)生區(qū)外故障到所述第一時間的時間范圍內(nèi)，通過MOV限制串補壓降以及分流故障電流，實施電路保護。
[0046]由于正常切除了區(qū)外故障，所以無需調(diào)整，直接采用現(xiàn)有控制方法使可控串補電路進行工作即可。
[0047]步驟S16:在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)至額定值。
[0048]在本實施例中，所述第二設(shè)定時間為所述第一設(shè)定時間后0.2s-0.5s的時間段內(nèi)，包括端點值。優(yōu)選的，可以為發(fā)生故障后的0.35s時刻進行故障切除。所述可控串補電路在發(fā)生區(qū)外故障前的提升系數(shù)為1.0-3.0，包括端點值。
[0049]由于發(fā)生斷路器拒動，未成功切除所述故障，故此時，需要采用所有輸電線路所在輸電系統(tǒng)的后備保護切除所述故障，所述后備保護可以是母線的開關(guān)保護裝置，如母線的斷路器。
[0050]由于斷路器拒動時間內(nèi)(第一設(shè)定時間到第二設(shè)定時間的時間段內(nèi))，即未成功切除所述故障的故障持續(xù)時間，該時間的額外增加會使得MOV能耗增加，為了降低MOV能耗，本實施例在該時間段內(nèi)降低可控串補電路的提升系數(shù)，進而降低可控串補電路的容抗，進而降低了 MOV的能耗。
[0051]可以通過調(diào)節(jié)所述可控串補電路的晶閘管調(diào)節(jié)所述可控串補電路的提升系數(shù)。晶閘管具有快速動作的能力，其動作時間為μ s量級，因此，可以通過調(diào)節(jié)所述晶閘管來實現(xiàn)整個串補電路提升系數(shù)的快速調(diào)節(jié)。在故障切除后，同樣可以通過調(diào)節(jié)所述晶閘管以快速恢復(fù)初始提升系數(shù)，不會對電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響。
[0052]由于所述控制方法降低了 MOV的能耗，所述可控串補電路可以采用容量較小的MOV,降低了可控串補電路的制作成本。
[0053]應(yīng)用舉例:
[0054]所述控制方法可用于500kV及以上的超、特高壓交流輸電線路的可控串補電路的控制。輸電線路送端裝設(shè)20%的固定串補，受端裝設(shè)10%的固定串補+10%的可控串補。故障前可控串補的提升系數(shù)為2.0。
[0055]在發(fā)生區(qū)外三相接地故障并且斷路器出現(xiàn)單相拒動時，在拒動期間維持當(dāng)前提升系數(shù)2.0不變，或者是將提升系數(shù)降低至額定值1.2，其可控部分MOV能耗最大分別為99MJ和21MJ，M0V能耗波形如圖4所示。在此例中，若允許區(qū)外故障且斷路器拒動期間可控串補提升系數(shù)降至額定值，則區(qū)外故障時MOV最大能耗大幅降低了 79%，串補MOV過電壓保護動作定值及MOV設(shè)計容量也相應(yīng)降低，從而大大降低了 MOV的造價(MOV的造價較高，每MJ造價高達數(shù)萬元)。
[0056]通過上述描述可知，本申請實施例所述控制方法，在區(qū)外故障時，且發(fā)生斷路器拒動時，在拒動期間設(shè)置可控串補電路的提升系數(shù)降低至額定值，可降低區(qū)外故障時最大MOV能耗，有助于減小MOV的設(shè)計容量，降低可控串補電路的設(shè)計成本。
[0057]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種可控串補電路的控制方法，其特征在于，在發(fā)生區(qū)外故障時，所述控制方法包括: 在第一設(shè)定時間進行故障切除； 判斷所述故障切除是否成功； 如果斷路器發(fā)生拒動未成功切除所述故障，在第二設(shè)定時間由后備保護切除所述故障，并在斷路器拒動時間段內(nèi)，調(diào)節(jié)可控串補電路的提升系數(shù)降低至額定值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一設(shè)定時間為所述區(qū)外故障發(fā)生后0.05s-0.15s的時間段內(nèi)，包括端點值。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述第二設(shè)定時間為所述第一設(shè)定時間后0.2s-0.5s的時間段內(nèi)，包括端點值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，通過調(diào)節(jié)所述可控串補電路的晶閘管調(diào)節(jié)所述可控串補電路的提升系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于超、特高壓交流輸電線路的可控串補電路的控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述可控串補電路在正常運行時的提升系數(shù)為1.0-3.0，包括端點值。
【文檔編號】H02J3/18GK103779867SQ201410057448
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月20日
【發(fā)明者】杜寧, 項祖濤, 班連庚, 宋瑞華, 張媛媛, 韓亞楠, 周佩朋, 楊大業(yè), 馬其燕 申請人:國家電網(wǎng)公司, 中國電力科學(xué)研究院