限流电抗器

根据统计，2010年之前，220干伏变压器跳闸故障中，因受短路电流冲击后绕组失稳或内部放电导致的故障占80%以上。 从变压器短路损坏情况分析，由于绕组材质或工艺不良导致的抗短路能力不足是变压器损坏的主要原因。2010年起，山东公司开展变压器抗短路能力校核及治理工作，累计校核220千伏变压器720余台，共计280台变压器抗短路能力不满足要求。根据校核结果，结合设备运行情况，逐台制定整体更换返厂改造、加装电抗器、中压分列运行等措施进行治理。同时开展变压器运行环境综合治理、优化保护足值配置等措施。截至2018年，累计返厂改造变压器240余台，整体更换10余台，加装限流电抗器、中压分列运行等20余台，抗短路能力不足变压器基本治理完成。

针对限流电抗器安装在换流站出口，基于线路边界元件特性的多端柔直电网线路保护难以适用的问题，提出了基于换流站不同出线低频暂态能量比值的多端柔直电网线路保护方案。首先，通过分析故障后模块化多电平换流器(modular multilevel converter, MMC)在直流侧呈现的阻抗频率特性，推导出实际频率大于谐振频率时MMC等效阻抗呈感性。然后，通过分析母线处电压行波折射系数的幅频特性可知，折射过程会对故障电压行波中的低频分量具有较明显的衰减作用，并以此为依据分析区内外故障时线路两侧换流站不同出线低频暂态能量比值的差异，可利用此差异识别故障。最后，PSCAD/EMTDC的仿真结果表明，所提保护方案能够可靠识别故障，不依赖线路边界元件，且具有一定的耐过渡电阻能力。

针对不带并联电抗器的新能源送出线，能否正确区分故障性质是确保新能源系统安全可靠运行的重中之重。为降低新能源送出线故障对电力设备和系统的冲击，提高重合闸成功率，减少新能源发电系统脱网的发生，提出基于可控串联电抗限流信息的新能源送出线路故障性质识别方法。在送出线路上设计串联可控限流电抗器，在线路故障相跳闸时基于等值阻抗的预判投入可控电抗，在串联电抗限流特性下分析瞬时性故障和永久性故障时的线路电流差异，建立电流突变量比较判据，并能够确定故障电弧熄灭时刻，进而构建新能源场站送出线路基于故障性质识别的自适应重合闸策略。仿真结果表明，所提方法能快速、可靠地识别结果，应用在新能源场站送出线路工程上能有效提高线路的重合率。

柔性直流配电网故障特征复杂，快速可靠的故障保护方法是柔性直流配电网亟需突破的关键技术。基于此提出了一种基于直流线路限流电抗器暂态电压皮尔逊(Pearson)相关系数的直流配电网纵联保护方法。首先，分析了区内外不同故障类型下直流线路两端限流电抗器暂态电压的特征差异。其次，利用正、负极线路电压的变化率构成保护启动判据，通过直流线路两端限流电抗器暂态电压的Pearson相关系数识别区内、外故障，并利用直流线路正负极电压变化率间的正负关系设计故障选极判据。最后，在Matlab/Simulink仿真软件中搭建柔性直流配电网仿真模型验证所提保护方法的可行性。结果表明所提保护方法能满足柔性直流配电网保护速动性和选择性的要求，且耐过渡电阻能力强，受通信延迟影响小，具有一定的抗干扰能力。