[发明专利]集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法及系统

权利要求书

1.一种集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，包括：

当风电场发生短路故障时，根据预先建立的集电线路反时限保护动作特征曲线计算集电线路反时限保护动作时间；

根据所述集电线路反时限保护动作时间，动作集电线路保护断路器；

所述集电线路的反时限保护动作特性曲线的动作特征方程如下式所示：

式中，t为反时限保护动作时间，I为保护安装处采集到的故障电流；A、B与q为保护参数且均为大于零的常数；

所述集电线路反时限保护动作特征曲线的建立包括：

选取风机箱变熔断器反时限保护特性曲线上与风机箱变熔断器的最大故障电流I_max和负荷裕度电流I_M分别对应的点为N点、M点，N点和M点分别增加附加时延Δt₁，得到N'点与M'点；

根据双曲正切函数设置集电线路的反时限保护动作特性曲线，使集电线路反时限保护动作特征曲线通过N'点和M'点。

2.如权利要求1所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，通过下式公式求解所述保护参数A、B与q：

I_fm＝1.5I_N

式中，Δt₂为故障线路与健全线路保护整定的时间级差，I_f1为故障线路的保护测量电流，I_fm为健全线路的保护测量电流，I_N为健全线路为所连风机的额定输出电流，T_M为风机箱变熔断器反时限保护特性曲线上与风机箱变熔断器负荷裕度电流I_M对应的时间，T_max为风机箱变熔断器反时限保护特性曲线上与风机箱变熔断器最大故障电流I_max对应的时间。

3.如权利要求1或2任一所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，所述风机箱变熔断器的最大故障电流I_max和负荷裕度电流I_M按下式计算：

式中，为可靠系数，为系统最大运行方式下箱变高压侧发生三相金属性短路时的故障电流,I_L.max为最大负荷电流，K_L为裕度系数。

4.如权利要求2所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，所述故障线路的保护测量电流I_f1按下式计算：

式中：Z_s为系统阻抗；Z_T为风电场主变等效阻抗；z₁为故障线路单位阻抗，l为故障点至保护安装处的距离；V_s为大电网系统电压。

5.如权利要求2所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，所述Δt₂能覆盖集电线路保护断路器的动作时间和继电器返回时间及其离散性，并具备时间裕度，Δt₂取值为0.2～0.3s。

6.如权利要求1所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，所述Δt₁取值为0.2～0.3s。

7.如权利要求1所述的集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法，其特征在于，所述选取风机箱变熔断器反时限保护特性曲线上与风机箱变熔断器的最大故障电流和负荷裕度电流分别对应的点为N点、M点包括：选取风机箱变熔断器反时限保护特性曲线中与风机箱变熔断器的最大故障电流和负荷裕度电流对应的时间最大的曲线上的点为N点和M点。

8.一种用于实现如权利要求1-7任一项集电线路保护与风机箱变熔断器的协调配合方法的配合系统，其特征在于，包括：

计算模块，用于当风电场发生短路故障时，根据预先建立的集电线路反时限保护动作特征曲线计算集电线路反时限保护动作时间；

动作模块，用于根据所述集电线路反时限保护动作时间，动作集电线路保护断路器。