快速保护

电力电子换流器的引入改变了传统电网的故障特性，当交流线路发生故障后传统差动保护难以满足保护需求，易出现灵敏度降低甚至拒动风险。针对此问题，提出基于故障全电流多阶突变的交流线路保护原理。该保护以故障发生后线路两侧电流波形形变特征、突变特征的规律变化为基础，通过矩阵梯度算法对两侧全电流信号进行突变特征值的提取，即对两侧全电流信号的突变程度进行描述，进而构造纵联保护。相比于传统暂态量的快速保护无须提取固定频段特征，所提方法克服了在短路电流受控情况下利用周期分量算法无法精准提取固定暂态量的问题，相比于直接采用常规暂态信号的保护，具备较好的耐受过渡电阻以及噪声的能力。最后在PSCAD/EMTDC中搭建了换流器并网系统的仿真模型并校验了保护的有效性，所提保护故障识别时间小于7.5 ms，即使在经100 Ω的过渡电阻故障情况下，仍然具有较高的灵敏度，能较好地满足换流器并网线路对保护速动性与选择性的需求。

双现代社会对供电可靠性要求越来越高，但10kV配网故障占电网故障次数的80%以上。如何实现就地快速隔离，对提升抢修效率，保障供电可靠性具有重要作用。目前，主站集中型、智能分布式馈线自动化，普遍存在处理时间长、技术要求高等问题，不能很好适应故障处置的要求。利用级差保护方式，可实现故障就地快速隔离，且故障上游不停电。为实现故障有效、快速隔离，加强配网级差保护研究及规模化应用十分必要。本成果整体技术处于国际领先水平，核心技术已在北京公司广泛应用，并作为新技术在山东、江苏等地推广。截至2020年底，与2016年相比，整线全停故障减少90%以上、故障停电时户数减少85%以上、减少户均停电0.95小时（减少23.65%），大幅提高抢修效率。本成果减少了配网故障切除的平均时间，避免了大面积停电，有效提升了电力系统稳定性、供电可靠性及管控水平，近四年减少售电损失及节省运维成本5360.62万元，成套设备实现销售额27500万元，实现了巨大的社会和经济效益。

​11月1日，柔性直流系统宽频快速保护装置在浙江舟山五端柔性直流输电工程定海换流站投运。该装置测量采样频率达1000千赫兹，整体保护动作时间在2毫秒以内，压缩了提取完整故障信息所需的时间，最大程度地保障电网持续运行，提高供电可靠性。

该项目基本解决了中压开关柜事故情况下烧毁严重的问题，该方案从电网现场故障的常见形式出发，能够迅速且有选择性切除开关柜开关室和电缆室内的短路短路，是精确化的中压开关柜全覆盖主保护系统，领先于国内电网系统现有弧光保护方案；该母线保护系统装置已分别在国电南自继保试验室、华东中试所、西高所做了型式试验、动模试验、弧光探头灵敏性和选择性试验，取得了入网证，为实用化推广应用打下了很高的基础；该母线保护不对原有保护改动或更换，不需加装保护CT，不影响原有保护使用，可在分段母线上分别安装。