[发明专利]一种用于切除超标短路电流的继电保护相继动作方法

说明书

本发明公开了一种切除超标短路电流的继电保护相继动作方法。本发明采用的技术方案包括：在220kV双母线变电站的母分断路器和各出线侧安装继电保护装置；正常运行期间母分断路器合闸，双母线合环运行；在220kV变电站出线发生的短路故障时，母分断路器在25ms内切除部分故障电流，以降低馈入故障点处的短路电流，避免发生短路电流超标问题；在母分断路器跳开后，故障支路的继电保护装置再继续切除出线侧的出线断路器，实现故障的彻底隔离。本发明在不破坏系统原有运行方式以及不增加限流电抗设备的前提下，实现了短路电流超标情况下故障的快速切除，有效地提升了系统运行的安全裕度和灵活性。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其是一种切除超标短路电流的继电保护相继动作方法。

背景技术

随着电力系统规模不断扩大、网架结构日益加强，电力系统中短路电流水平逐年攀升，220kV与500kV母线的短路电流超过50kA，甚至直逼63kA。若故障电流超过断路器的遮断容量，将会出现断路器失灵、保护切除范围扩大等灾难性的后果。短路电流超标已成为电力系统规划、设计、运行面临的重大问题。

针对电网的发展，目前限制短路电流的方法主要包括调整系统运行方式以及采用高阻抗短路电流限制设备两大类。调整系统运行方式包括220kV双母线分列运行、500kV 3/2接线方式下出串运行、机组陪停、拉停线路等，这些方法在限制短路电流的同时，也降低了电网运行的灵活性与安全裕度。采用高阻抗短路电流限制设备的方法主要包括串联限流电抗器、增加变压器及发电机的阻抗等，这些方法在增加故障回路阻抗、限制短路电流的同时，也增加了系统的无功损耗和电压损耗，需要配置额外的无功补偿设备。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种切除超标短路电流的继电保护相继动作方法，其通过变电站内母分断路器处以及各出线处继电保护装置的相继动作配合，以实现短路电流超标情况下故障的快速切除。

本发明采用的技术方案为：一种用于切除超标短路电流的继电保护相继动作方法，其在220kV双母线变电站的母分断路器和各出线侧安装继电保护装置；正常运行期间母分断路器合闸，双母线合环运行；其包括：

步骤1：在220kV变电站出线发生的短路故障时，母分断路器在25ms内切除部分故障电流，以降低馈入故障点处的短路电流，避免发生短路电流超标问题；

步骤2：在母分断路器跳开后，故障支路的继电保护装置再继续切除出线侧的出线断路器，实现故障的彻底隔离。

本发明在不破坏系统原有运行方式以及不增加限流电抗的前提下，通过变电站内继电保护的相继动作配合，实现了短路电流超标情况下故障的快速切除。

进一步地，步骤1中，母分断路器处的继电保护装置采集流过母分断路器的电流，在5ms内提取电流的幅值，当电流幅值大于母分断路器处最大的负荷电流时，母分断路器处的继电保护装置发出跳闸指令，触发母分断路器在20ms内切除故障电流。从故障发生到母分断路器切除电流的全过程动作时间在25ms内。本发明的母分断路器要求能够在20ms内切除故障。

进一步地，步骤2中，出线侧的继电保护装置通过采集的出线电压电流综合信息判断出线侧是否发生短路故障，在故障发生后的25ms-40ms内形成跳闸决策，在前述的母分断路器已经跳开后，再继续跳开故障出线的出线断路器。此时，由于母分断路器已经断开，馈入故障点的短路电流已小于出线断路器的遮断容量，从而出线断路器能够可靠的切除故障。

通过使用本发明，可以实现以下有益效果：本发明在不破坏系统原有运行方式以及不增加限流电抗设备的前提下，通过变电站内母分断路器处以及各出线处继电保护装置的相继动作配合，实现了短路电流超标情况下故障的快速切除，有效地提升了系统运行的安全裕度和灵活性。

附图说明

图1是本发明具体方式中220kV双母线变电站继电保护装置的配置图；