一种移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路及其继电保护配置方法与流程

本发明涉及一种移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路及其继电保护配置方法，属于移相变压器接入。

背景技术：

1、新型电力系统背景下，新能源消纳对电网提出了更广泛的潮流控制需求和更丰富的潮流控制场景。通过安装潮流调节装置，可对系统潮流进行灵活控制。但统一潮流控制器（upfc）、线间潮流控制器（ipfc）等facts装置的拓扑结构复杂，制造和运行成本高，不具备在110kv/220kv电网大面积推广的可行性。

2、移相变压器作为一种造价低、占地小、运维简易的经济型电网潮流控制装置，可灵活控制电能传输大小、方向，配合已有输电线路，将新能源输送至电能消费集中地区，在负荷密集、新能源集中送出、线路廊道和主变占地资源紧张的地区，具有广泛的推广应用前景。

3、移相变压器通过调节输人侧与输出侧的相位差来控制线路两端节点角差，以达到改变有功功率传输大小的目的。移相变压器由串联变压器(series transformer，st)和并联变压器(excitation transformer，et)构成，串联变压器二次侧(三角环)和并联变压器二次侧三相连接，通过调节有载分接开关档位，使得输出电压ul与输入电压us之间产生相位差δu，从而达到改变us相位的目的。移相变压器本体电气原理拓扑结构如图1所示。

4、高压输电线路安装移相变压器后，在系统发生任何类型故障时，系统继电保护装置自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行，灵活实现移相变压器投入和退出两种状态下的系统的安全稳定运行。然而，移相变压器接入高压输电线路后将改变线路阻抗分布、电压和电流信号，可能导致原有的距离保护的误动或拒动。因此，在充分考虑移相变压器离线投退的情况下，对移相变压器接入输电线路的接线方式及继电保护进行针对性的设计，是现阶段电力系统的一个研究重点。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路及其继电保护配置方法，通过简单实用的移相变压器接入输电线路的主接线电路设计，综合考虑系统运行与设备检修要求，在兼顾可靠性、灵活性、经济性的基础上，满足设备在系统不同运行工况下的投退动作逻辑和继电保护配置，本发明对电网网架的改动较小，能够实现移相变压器投入和退出两种状态下的电力系统的安全稳定运行。

2、为达到上述目的/为解决上述技术问题，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提出一种移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路，所述主接线电路位于连接第一变电站和第二变电站的高压输电线路l1上，所述主接线电路包括第一断路器qf1、第一电流互感器ct1、第二电流互感器ct2、移相变压器本体、第三电流互感器ct3、第二断路器qf2、第一隔离开关ds1、第二隔离开关ds2、第三隔离开关ds3、第四电流互感器ct4、第三断路器qf3和第五电流互感器ct5；

4、第一断路器qf1的一端连接第一变电站的母线，第一断路器qf1的另一端连接第一电流互感器ct1的一端，第一电流互感器ct1的另一端连接第一隔离开关ds1的一端，第一隔离开关ds1的另一端连接第二电流互感器ct2的一端，第二电流互感器ct2的另一端连接移相变压器本体的一端，移相变压器本体的另一端连接第三电流互感器ct3的一端，第三电流互感器ct3的另一端连接第二隔离开关ds2的一端，第二隔离开关ds2的另一端连接第二断路器qf2的一端，第二断路器qf2的另一端连接第四电流互感器ct4的一端，第四电流互感器ct4的另一端连接第五电流互感器ct5的一端，第五电压互感器ct5的另一端连接第三断路器qf3的一端，第三断路器qf3的另一端连接第二变电站的母线，第三隔离开关ds3并联在第一电流互感器ct1的另一端和第二断路器qf2的一端之间。

5、结合第一方面，进一步的，所述主接线电路还包括第一电压互感器pt1和第二电压互感器pt2，所述第一电压互感器pt1和所述第二电压互感器pt2分别连接在所述移相变压器本体的两端。

6、结合第一方面，进一步的，当高压输电线路l1启用，移相变压器本体投入运行时，第一断路器qf1、第二断路器qf2、第三断路器qf3和第三隔离开关ds3处于打开状态，先闭合第一隔离开关ds1和第二隔离开关ds2，然后依次闭合第一断路器qf1、第二断路器qf2和第三断路器qf3。

7、结合第一方面，进一步的，当高压输电线路l1在运，移相变压器本体检修时，先打开第一断路器qf1和第二断路器qf2，然后打开第一隔离开关ds1和第二隔离开关ds2，闭合第三隔离开关ds3，最后闭合第一断路器qf1和第二断路器qf2。

8、结合第一方面，进一步的，当高压输电线路l1和移相变压器本体在运，移相变压器本体内部故障时，通过移相变压器继电保护功能跳开第一断路器qf1和第二断路器qf2，然后打开第一隔离开关ds1和第二隔离开关ds2，闭合第三隔离开关ds3，最后闭合第一断路器qf1和第二断路器qf2。

9、结合第一方面，进一步的，以第一电流互感器ct1、第四电流互感器ct4和第五电流互感器ct5为界限，将所述主接线电路划分为3个保护区域，其中，第一电流互感器ct1到第四电流互感器ct4之间的区域为移相变压器保护区，第四电流互感器ct4到第五电流互感器ct5之间的区域为线路保护区，其他区域为母线保护区。

10、第二方面，本发明提出一种用于移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路的继电保护配置方法，包括如下步骤：

11、当移相变压器本体投入运行时，根据第一电流互感器ct1、第四电流互感器ct4、第五电流互感器ct5和移相变压器内部的电流，为母线保护区、移相变压器保护区和线路保护区配置差动保护；

12、当移相变压器本体检修或退出运行时，根据第一电流互感器ct1和第五电流互感器ct5的电流，以及第一变电站和第二变电站的母线电压，为第一变电站和第二变电站配置线路距离保护及零序电流保护；

13、当移相变压器本体发生故障时，根据第一电流互感器ct1和第四电流互感器ct4的电流，为第一断路器qf1和第二断路器qf2配置断路器失灵保护。

14、结合第二方面，进一步的，当移相变压器本体投入运行时，根据第一电流互感器ct1的电流，为第一变电站的母线配置母线差动保护；根据第一电流互感器ct1、第四电流互感器ct4和移相变压器内部并联变原边互感器ct6的电流，为移相变压器保护区配置差动保护；根据第四电流互感器ct4和第五电流互感器ct5的电流，为线路保护区配置光纤差动保护；根据第五电流互感器ct5的电流，为第二变电站的母线配置母线差动保护。

15、结合第二方面，进一步的，当移相变压器本体检修或退出运行时，根据第一电流互感器ct1的电流和第一变电站的母线电压，配置第一变电站的线路距离保护及零序电流保护；

16、根据第五电流互感器ct5的电流和第二变电站的母线电压，与第二变电站侧的线路光纤差动保护集成，配置第二变电站的线路距离保护及零序电流保护。

17、结合第二方面，进一步的，当移相变压器本体发生故障时，根据第一电流互感器ct1的电流为第一断路器qf1配置断路器失灵保护，根据第四电流互感器ct4的电流为第二断路器qf2配置断路器失灵保护。

18、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

19、本发明提出了一种移相变压器接入输电线路后离线投退的主接线电路及其继电保护配置方法，利用多个断路器、隔离开关、电流互感器组成主接线电路，通过断路器、隔离开关的打开、闭合，即通过对移相变压器离线投退方式下相关断路器、隔离开关的动作逻辑，控制移相变压器接入高压输电线路或离线投退。同时，本发明基于主接线电路的结构设计，提出了适应于移相变压器离线投退方式下的整个输电系统完整的继电保护配置方法，针对不同工况下的移相变压器的运行状态，配置对应的保护功能，通过多种保护的配合，实现在移相变压器投入、检修及故障退出工况下，系统安全稳定运行，可广泛适用于新型电力系统建设中安装移相变压器进行潮流调节的场合。