[发明专利]UPFC线路潜供电流抑制及自适应重合闸装置及方法

说明书

UPFC线路潜供电流抑制及自适应重合闸装置及其方法，在UPFC接入侧已配置快速接地开关的基础上，在接入线路对侧配置一套快速接地开关构成UPFC线路潜供电流抑制及自适应重合闸装置。在UPFC接入线路发生单相接地故障，故障相断路器跳开后，首先将线路两侧快速接地开关短接，其与故障点形成并联回路，故障点潜供电流分流，实现快速熄弧。其次，经过固定延时之后，断开接入线路对侧快速接地开关，然后通过判断故障点与UPFC侧快速接地开关能否形成通路，判别接入线路故障性质，进而实现单相自适应重合闸。该方法充分利用UPFC原来配置，可节省部分设备投资，实现主动熄弧，其受外界因素影响小，可靠性更高；并且所提自适应重合闸方法可实现故障性质的判别，加快UPFC接入线路单相接地故障恢复速度，为电力系统的安全运行提供保障。

技术领域

本发明涉及交流线路保护领域，特别是涉及UPFC线路潜供电流抑制及自适应重合闸装置及其方法。

背景技术

统一潮流控制器(UPFC)作为新一代的FACTS装置，可灵活控制线路潮流，实现并补、串补、移相、调压等功能，同时可为交流母线提供动态无功支撑，提高电力系统稳定性，因此统一潮流控制器具有广阔的发展前景，并已在高电压、大容量输电场合的实现了工程应用。交流线路采用的单相重合闸由于故障相与健全相存在电磁耦合，故障点存在潜供电流，熄弧时间长，影响单相重合闸的快速操作，并且传统的自动重合闸无法判别故障性质，若重合于永久性故障，则会对电力系统造成二次冲击，威胁电力系统的安全运行。我国500kV及以上电压等级的输电线路，通常采用线路并联电抗器中性点附加小电抗的方法来抑制潜供电流，目前已有较多文献提出了该场景下不同的自适应重合闸技术方案。而对于长度较短的超高压线路，由于其基本都为不换位的运行方式，相间参数不平衡程度高，采用小电抗补偿效果不理想；线路电容效应不显著，不需要装设并联电抗器，因此也无法采用小电抗抑制潜供电流的方案。发表于2010年7月《高电压技术》第36卷、第7期题目为“高速接地开关抑制超、特高压输电线路潜供电流的研究”的文章研究了通过在输电线路两侧合快速接地开关抑制潜供电流的方案，而此场景下如何实现自适应重合闸并未提及。并且UPFC线路结构特殊，因此需要结合UPFC接入线路故障的特殊场景，研究适用于UPFC接入线路的潜供电流抑制及自适应重合闸方法。

此外，诸如公开号：CN101359822A，公开一种基于故障点电压的输电线路单相自适应重合闸实现方法，通过电压和电流值故障测距，并计算实际的故障点电压，将故障点电压与整定电压作比较，判别故障性质，但其并未提及在此场景下的潜供电流抑制问题；公开号：CN1588729A公开一种适用于同杆并架双回线的重合闸方案；公开号：CN110416980A公开一种基于组合式直流断路器的直流输电线路单极短路故障自适应重合闸方法；尤其是本申请人的专利申请：公开号：CN113567808A，涉及一种统一潮流控制器接入线路故障定位方法及系统，其通过串联侧换流器向输电线路注入电压信号实现故障定位，但并未研究单相重合闸的潜供电流问题。公开号：CN106300330A，公开一种统一潮流控制器故障态穿越方法，以保证统一潮流控制器安全运行，但其并未研究线路故障后的自适应重合闸方法。此外，再如公开号：CN101860000A公开一种输电线路单相重合闸前的永久性故障快速识别方法；公开号：CN109613422A，公开一种用于抑制潜供电流的断路器跳闸时刻控制方法；公开号：CN202856347U，公开一种抑制超/特高压输电线路潜供电弧用RC阻尼装置；公开号：CN106207996A，公开一种统一潮流控制器串联变压器充电启动试验保护配置方法；公开号：CN107204607A，公开一种静止同步串联补偿器的保护方法，其集中与静止同步串联补偿器本体保护的研究，并未涉及线路重合闸问题。然而，上述现有技术虽然都与自适应重合闸控制方法相关，但是，由于上述现有技术集中在传统交流线路、或者直流线路场景，并未研究UPFC接入线路故障场景下自适应重合闸问题，并且在单相自适应重合闸的潜供电流抑制问题鲜有研究。因此，上述现有技术无法应用于UPFC接入线路场景实现UPFC单相重合闸快速熄弧以及故障性质判别。

发明内容