[发明专利]一种用于确定交流电力系统距离保护定值的方法及系统

说明书

本发明公开了一种用于确定交流电力系统距离保护定值的方法及系统，属于电力系统继电保护技术领域。本发明方法，包括：获取目标交流电力系统的固有参数及接入目标交流系统的调相机的主要参数；确定当接入目标交流系统的调相机处于系统保护的下游时，根据固有参数和主要参数，确定目标交流电力系统接入调相机后的正序助增系数和零序助增系数；对目标交流电力系统进行距离保护优化，根据正序助增系数和零序助增系数确定目标交流电力系统的距离保护定值。本发明能够增加调相机对侧保护的距离Ⅱ段的动作范围，且无需附加装置，具有较强的实用性。

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护技术领域，并且更具体地，涉及一种用于确定交流电力系统距离保护定值的方法及系统。

背景技术

我国幅员辽阔，资源分布极不均衡，发电地区与负荷中心往往距离很远。直流输电系统以其传输功率高、可控性能好等优势，广泛应用于大功率远距离输电工程。直流输电采用的大容量换流器运行时需消耗大量无功功率，因此要求受端交流系统具有一定的无功补偿和电压支撑能力。常使用的无功补偿设备有静止无功补偿器、静止同步补偿器以及同步调相机。静止无功补偿器的基本作用是连续而迅速地控制无功功率，即以快速的响应，通过发出或吸收无功功率来控制它所连接的输电系统的节点电压，其价格较低、维护简单、工作可靠，在国内仍是主流补偿装置。但静止无功补偿器的补偿是有级的、定时的，因而补偿精度差，跟随性不强，不能适应负荷变化快的场合。静止同步补偿器是采用GTO构成的自换相变流器，通过电压电源逆变技术提供超前和滞后的无功，进行无功补偿，其调节速度更快且不需要大容量的电容、电感等储能元件，谐波含量小，同容量占地面积小，在系统欠压条件下无功调节能力强。

相比静止无功补偿器、静止同步补偿器等无功补偿装置，调相机在系统暂态惯量、短路电流和动态无功方面有较强的支撑能力，能够抑制不同程度的直流换相失败，提高系统稳定性。在合适的站点安装同步调相机可大幅提高直流受端系统暂态电压稳定性，抑制直流换相失败。同步调相机可以通过调节励磁电流实现无差调节输出无功的大小，调节精度较高，具有较强的短时过载能力，同时使用年限长，更有助于提高特高压直流输电系统的稳定性。

调相机本质上是一台空载运行的同步电动机，其暂态过程故障特性将直接影响交流系统的故障特征。目前对于调相机接入系统后对交流电网距离保护的影响方面研究较少，特别是大规模调相机接入交流电网后，原有的距离保护整定及配合需要进一步优化。

距离保护的Ⅰ段保护线路全长的85％，一般按照躲过下级线路出口处短路来整定。距离保护的Ⅱ段与相邻线路距离保护Ⅰ段相配合，且需要考虑分支效应的影响。调相机的加入会使得系统短路电流增加，引起分支系数的变化。在下级线路发生故障时，系统的测量阻抗会增大，减小了保护的范围，对保护引起不利影响，为了提高系统运行的稳定性与可靠性，有必要研究调相机的大规模接入后交流线路距离保护的整定优化策略。

发明内容

针对上述问题本发明提出了一种用于确定交流电力系统距离保护定值的方法，包括：

获取目标交流电力系统的固有参数及接入目标交流系统的调相机的主要参数；

确定当接入目标交流系统的调相机处于系统保护的下游时，根据固有参数和主要参数，确定目标交流电力系统接入调相机后的正序助增系数和零序助增系数；

对目标交流电力系统进行距离保护优化，根据正序助增系数和零序助增系数确定目标交流电力系统的距离保护定值。

可选的，距离保护定值，包括：相间距离保护Ⅱ段的整定值和接地距离保护Ⅱ段的整定值。

可选的，固有参数，包括：目标交流电力系统的调相机接入点相邻母线的系统阻抗和线路阻抗；

主要参数，包括：调相机接入目标交流电力系统的数量、调相机暂态阻抗、调相机变压器短路阻抗和调相机与连接母线的正序联系阻抗及零序联系阻抗。

可选的，正序助增系数和零序助增系数的确定公式，如下：