[发明专利]UPFC并联变压器转换开关接触不良的零序电流闭锁保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及UPFC并联变压器转换开关接触不良的零序电流闭锁保护方法，属于电力系统运行和控制技术领域。

背景技术

电网局部通道潮流过载，新建输电走廊空间不足，成为制约城市电网发展的普遍问题。统一潮流控制器(UPFC)具有灵活的电能调节能力，为解决这类问题提供了有效手段。可以预见，其具有广阔应用前景。

并联侧电能传输是UPFC串联侧调节接入线路和相关区域潮流分布的基础，对于UPFC运行具有至关重要的作用。我国首个UPFC工程——南京西环网UPFC工程中并联侧配置两台变压器，一台运行，一台热备用，可进行变压器切换，如图1所示。

并联侧切换过程中两刀闸互联合环时，一侧刀闸合闸后某相接触不良，则该相电流将分至另一侧刀闸承担，可能导致正常倒排操作拉开另一侧刀闸时，发生电弧放电乃至故障现象。倒闸过程中，开关接触不良对于UPFC系统影响尤其明显，可能导致UPFC工程停运，影响区域供电稳定性。

因此有必要提出用于UPFC并联变压器转换开关接触不良保护，在并联变压器切换过程中，检测开关接触不良，并给出相应的判别逻辑和动作策略，将其区别于UPFC区内故障，当检测到接触不良时重合一次，以避免因其造成的UPFC停运。

发明内容

本发明的目的是针对UPFC并联侧变压器倒闸过程中，开关合闸后接触不良可能导致UPFC停运、影响区域供电稳定性等后果的问题，提出了UPFC并联变压器转换开关接触不良的零序电流闭锁保护方法，建立了其判别逻辑以及动作策略，将其区别于UPFC区内故障，并通过重合的方式消除开关接触不良。

本发明采用如下技术方案：UPFC并联变压器转换开关接触不良的零序电流闭锁保护方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤SS1将并联侧线路区以及变压器低压侧连接区作等值获得等效电路图，并设置电路参数；

步骤SS2根据等效电路图以及电路参数计算母联零序电流；

步骤SS3利用母联零序电流特性进行接触不良逻辑判别；

步骤SS4接触不良动作结果将接触不良的转换开关重合，由1号变压器转换到2号变压器时，合2号变压器转换开关，检测到接触不良时进行重合，重合成功后断开1号变压器转换开关；重合不成，禁止切换。

优选地，所述步骤SS1具体包括：设UPFC并联侧母线I、母线II所连等效电源和负荷的电流分别为I1、I2，将变压器低压侧连接区向直流侧看去的负荷等效为设备3，设设备3的负荷电流为I₃，设备3通过刀闸1K、刀闸2K进行母线切换，刀闸1K、刀闸2K所在支路上的变压器与开关的等效阻抗之和分别为Z_T1、Z_T2，刀闸3K为母联刀闸开关，设刀闸3K所在支路的电阻为R₆、流过的电流为I₆；设变压器低压侧连接区两条支路的电流分别为I₄、I₅。

优选地，所述步骤SS2具体包括：设备3原接于母线I，现向母线II倒闸，刀闸2K合闸后c相接触不良，以脚标i表示某相电气量，其中i＝a，b，c；设接触不良前后，外部等效电源、负荷无变化，外部三相平衡，得到如下方程组：

联立以上三个方程，解得：

a相、b相和c相三相对称条件下，则有：

Z_T1a＝Z_T1b＝Z_T1c＝Z_T2a＝Z_T2b (3)

Z_T2c＝Z_T1a+ΔZ_5c (4)

R_6a＝R_6b＝R_6c (5)

其中，ΔZ_5c为2K接触不良后增加的电阻值；

将式(3)、式(4)、式(5)与式(2)联立，则有：

由于R_6i≈0，则有：

基于切换过程中两开关互联合环时，并联侧某母线所连开关合闸后某相接触不良，则该相负荷电流将由另一母线经母联提供，此时母联出现零序电流，即当2K合闸后c相完全未合上时，母联零序电流大小约为

优选地，所述步骤SS3具体包括：

步骤SS31在并联侧母联处设置零序电流检测，并联侧触发设备自投同时启动开关接触不良判别逻辑；