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新電氣特征要求繼保裝置更靈敏可靠

新電氣特征要求繼保裝置更靈敏可靠

      隨著新能源發電大規模接入、柔性直流輸電技術的不斷應用以及電力系統電力電子化發展,電網結構變化顯著,這對現有繼電保護方式和裝置提出了新的要求和挑戰。近日,中國電力報記者就新時期繼電保護變化和發展趨勢采訪了中國電力科學研究院有限公司高級專家杜丁香。

      記者:當前,柔性直流輸電技術在電力系統中應用增多,現有的交流繼電保護產品是否能適用于直流輸電中?

      杜丁香:交流繼電保護產品不能直接適用于直流輸電中。交流保護以被保護對象的各類分為線路保護和元件保護,元件保護包括:變壓器、母線、發變組、斷路器等保護裝置。而直流保護通常以被保護的區域分為:雙極區保護、極區保護和換流器保護。

      交流保護的基本原理主要為差動保護、距離保護、過流保護、過/低壓保護等。直流保護由于其運行方式的多樣化,導致故障類型也更為復雜,其基本保護原理主要有行波保護、微分欠壓保護、直流線路欠壓保護、直流線路碰線保護、直流諧波保護、換相失敗保護、丟失脈沖保護等等。另外,保護動作邏輯上,交、直流保護也有很大差別,對于交流輸電系統的保護動作后,動作結果是直接跳開與故障元件相連接的斷路器從而起到隔離故障的作用。而直流保護動作后,通常會有移相、閉鎖、多次重啟直流、報警、切換控制系統等多種動作結果。

      直流輸電分為常規直流輸電和柔性直流輸電。二者在運行特性及對保護的要求上存在一定差別。柔性直流輸電系統對快速切除故障的要求更高,通常要求在5毫秒內切除故障,否則會對設備安全構成嚴重威脅。常規直流中應用的保護需要進行適當改進和優化才可以滿足柔直系統對于保護速動性和選擇性的要求。

      記者:有專家表示,目前直流控制保護系統設計對大電網運行的適應性仍需提升,您怎么看這個問題?

      杜丁香:目前的直流控制保護系統主要還是從保護昂貴的直流輸電系統主設備的角度進行其控制保護系統的設計。

      從這個角度來看,直流控制保護系統的策略和定值應該還有一定量的優化裕度。最典型的就是換相失敗預測的控制策略及換相失敗保護的相關定值。目前也有許多科研人員在進行相關研究,以期降低換相失敗對大電網的沖擊。

      眾所周知,直流輸電作為電力系統潮流的巨型載體,它在電力系統穩定運行中的影響不可忽視。當直流系統由于各種故障或換相失敗產生大的擾動時,其傳輸的有功功率會發生劇烈波動,而對于大量直流接入后的交直流混聯系統,大量功率的波動將會直接對系統的安全穩定運行產生威脅。

      因此,這就要求直流控制保護在保護原理和定值設計時兼顧直流輸電設備本體和系統運行安全可靠性的要求,進行兼容性設計。

      記者:當下電網結構、技術的不斷變化還對繼電保護設備企業提出了哪些新要求?

      杜丁香:首先,繼電保護設備的質量必須過硬,裝置要絕對的安全可靠。隨著我國電網結構的變化,電網的運行方式也越來越呈現出多樣化的特征。這就要求繼電保護裝置在各種復雜的運行方式下具備更高的可靠性和安全性,既要保證在其區內故障時可靠正確動作,也要保證區外故障不誤動作。

      其次,為了適應新能源電源的接入、交直流混聯及電力系統電力電子化后呈現的新電氣特征。對保護裝置的動作性能也提出了更高的要求。例如,由于新能源電源及電力電子化設備的接入,使得故障發生后,其故障電氣特征出現弱化,這就對保護裝置動作的靈敏性提出更高挑戰。

      最后,保護設備企業也亟需緊跟電力系統結構變化和相關技術更新,持續提升企業創新能力,研發出能更好地適應新型設備、新型電網結構的高性能保護裝置,為堅強智能電網保駕護航。

 

 

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