[发明专利]一种自耦变公共绕组加装故障限流器的限流方法、系统及介质

说明书

本发明涉及电力系统，尤其是涉及一种自耦变公共绕组加装故障限流器的限流方法、系统及介质。包括在三绕组自耦变压器公共绕组不同位置P1、P2……Pn处加装快速开关投切电抗型限流器；在PSASP中修改三绕组自耦变压器模型电抗参数，利用PSASP短路计算模块计算不同位置P1、P2……Pn加装快速开关投切电抗型限流器时发生三相短路及单相短路的短路电流及各支路电流，分析数据后确定最优安装位置处Pi。本发明提出基于快速开关投切电抗型限流器的几种短路电流限制方案，评估在自耦变高压侧、中压侧以及公共绕组中性点侧分别加装快速开关限流装置的技术经济性，提出最优限流方案，为实际的运行方案提供技术指导。

技术领域

本发明涉及电力系统，尤其是涉及一种自耦变公共绕组加装故障限流器的限流方法、系统及介质。

背景技术

随着电力系统规模的扩大和电网的不断加强，电力系统中短路电流水平逐年加大，目前已成为电力系统规划、运行方面面临的重要问题。青海电网东密西疏，南弱北虚，网架结构极不协调。近年来，为了满足不断增长的电力需求，青海超高压电网的规模不断扩大，电网联系日趋紧密，网内电气等效距离进一步缩短，供电可靠性得到明显提升，但短路电流水平也持续攀升。东部地区电网负荷、装机及网架稠密，且几个相邻的750kV变电站电气距离过近，短路电流超标问题突出。其中，西宁变近区常规电源接入集中，2021年单相短路电流达到53.6kA，超过其断路器断流电流的遮断容量50kA。同时，青海电网风光等电源汇入密集、750kV单台主变容量大及多个双环网构架逐步形成，导致部分区域短路电流、尤其是330kV侧短路电流超标问题严重。2021年青海电网330kV母线短路电流水平超标的厂站有2个。短路电流超标带来的影响就是，发生故障时可能导致断路器不能快速起动或越级跳闸，对继电保护的快速性和可靠性带来不可预测的影响，造成机组脱网和事故范围扩大，严重影响电网的安全和稳定运行。随着青山变、青豫直流及其配套工程的投运，青海东部地区电网短路电流超标的问题会更突出，同时电力市场化的不断推进，对主网架的电力输送能力和可靠性提出了更高的要求。如何在发展电网的同时有效地控制电网短路电流水平，已经成为目前亟待解决的重要问题。

解决短路电流问题有两个方向，一是直接更换开关设备，二是采取限制短路电流的措施。更换开关设备适用于局部短路电流过大的情况，当整个系统短路电流水平提高时，更换开关设备的费用很大，这时应考虑采取限制短路电流的措施。电力系统限制短路电流的方法包括改变系统运行方式、采用高阻抗设备及安装故障电流限制器(Fault CurrentLimiter,FCL)等。故障电流限制器是一种串接在线路中的电气设备，与普通限流电抗器相比，它应在启动、正常运行(包括从故障限流状态返回到正常运行状态)时应对电力系统无任何不利影响，且保护范围内的系统发生短路故障时应能立即自动插入限流阻抗并有效限制短路电流至要求的合理水平。故障电流限制器的研制按限流元件的组成可以分为谐振型限流器(串联谐振型限流器和并联谐振型限流器)、避雷器型限流器(PTC电阻限流器和液态金属电阻限流器)、固态限流器、超导限流器、饱和电抗型限流器和投切电抗型限流器。但现有故障电流限制器大部分均串接在电网中以抑制短路电流，但是串联电抗器在电网未发生故障时也会消耗能量，因此存在都存在制造成本高、运行损耗大等不足等弊端，无法满足电网运行经济性需求，因此在电网中未得到推广应用。而基于快速开关的投切电抗型限流器综合考虑了经济性与快速性需求，将快速开关与限流电抗器相并联，在故障发生时快速开关断开，限流电抗器投入运行，对短路电流起到抑制作用；正常运行时，快速开关闭合，将限流电抗器短接，因此其正常运行时无损耗。同时，基于快速开关的投切电抗型限流器结构简单、制造成本低，成为经济实用型限流设备的首选方案。本项目为降低青海西宁变近区线路断路器无法开断短路电流的风险，提出基于快速开关投切电抗型限流器的几种短路电流限制方案并评估其限流效果，研制基于快速开关投切电抗型限流器样机及测控单元，科学合理的解决短路电流超标问题，保障青海电网安全稳定运行。