山西平鲁瑀丰风电场SVC低电压和相位偏移闭锁技术方案.docx

山西平鲁瑀丰风电场SVC低电压和相位偏移闭锁技术方案.docx

《山西平鲁瑀丰风电场SVC低电压和相位偏移闭锁技术方案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《山西平鲁瑀丰风电场SVC低电压和相位偏移闭锁技术方案.docx（8页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

山西平鲁瑀丰风电场SVC低电压和相位偏移闭锁技术方案

瑀丰败虎堡风电场SVC

低电压和相位偏移闭锁方案

Customer客户:

Project项目:

ContractNo.合同号:

Doc.Ref.文件参考号:

Issuedby发布:

2015年8月10日

Version版本:

1.1

Written编写：

马涛

Checked审核：

俞海

Approved批准：

修订状态

版本

日期

修订原因

1

2015-07-28

第一版

1.1

2015-08-01

对事故原因分析新增了部分内容

1.2

2015-08-10

新增了仿真分析部分

1事故分析

1.1事故回顾

2015年7月28日07时38分35kV集电III线路发生AB相间短路故障，线路过流I段保护动作，保护动作延时为0.3秒，同时SVC报“BC相位偏移故障，停止脉冲”，SVC开关319和电容器组开关318跳闸。

1.2事故原因分析

针对此次SVC跳闸事故，通过现场描述及故障录波数据分析，此次故障是由于现场集电III线路发生AB相间短路故障，导致系统电压相位偏移造成SVC故障跳闸。

现场线路保护过流一段动作，过流保护时间为300ms,说明故障时间超过300ms,SVC相位保护延时为100ms,动作属于正常保护。

1.3短路故障引发相位偏移的原因分析

根据客户所提供的风电场主接线图，变压器为星三角接法，33kV侧为三角形，没有中性点，当发生单相短路接地故障时，实际上三相之间的电压的相位和幅值都没有变化，仍旧可以继续运行。

但是如果发生两相短路或者三相短路，则问题就不一样了，以A-B相两相短路为例，此时A-B相之间的线电压变为零，而B-C线电压和C-A线电压则幅值相同，相位正好相反。

三相电压之间的相位差不再是120度，而是180度和0度。

同理，如果三相短路，则三相电压相同，三相电压之间的相位差为0。

不再是120度。

而根据客户提供的故障数据可知，2015年7月28日的故障为A、B相间短路，并无单相接地短路事故，发生相位偏移也就是理所应当的事情了。

1.4短路故障引发相位偏移的仿真计算

首先，正常运行时的35kV线电压如下图所示：

可见三相电压幅值大小相等，相位角相差120度。

此时的TCR电流波形如下图所示：

当单相接地发生后，电压的波形如下图所示：

可见，该波形和之前的一样，可见单相接地不会对三相线电压造成太大的影响，设备仍旧可以正常运行。

如果发生两相接地短路时，电压的波形如下图所示：

从上图可以看出，A相和B相短路接地，所以AB相线电压为0，BC相和CA相的线电压则呈现幅值相等，相位相反的情况，相位角已经不再是120度。

此时的TCR电流波形如下图所示：

从上图可见，电流完全紊乱，AB相电流为0，BC相电流极小，CA相电流极大，SVC根本无法正常，必须跳闸。

两相短路，不接地情况下的电压波形如下图所示：

可见，此时的电压波形和两相短路接地时一样的，所以只要发生两相短路，无论是否接地，电压均会发生严重畸变。

三相短路情况下，电压波形如下图所示：

由上图可见，三相短路时，三相电压直接降低为零，此时TCR电流也为0，如下图所示：

此时毫无疑问需要跳闸。

2低电压和相位偏移闭锁方案

2.1低电压时闭锁TCR

SVC在正常的110kV恒压控制过程中，当检测110kV相电压连续两个周波40ms,低于0.6pu，SVC进入低电压控制策略。

当电压检测110kV相电压连续两个周波40ms,恢复到0.7pu以上时，低电压策略将自动解除，恢复正常恒压控制和正常运行时的保护功能，可以避免瞬时无功对电网的冲击。

SVC控制器实时检测35kV线电压，当35kV线电压低于0.2pu时，TCR闭锁，持续时间625ms，如果超时未恢复，SVC保护跳闸。

低电压定值总结如下：

TCR闭锁：

高压侧相电压小于0.6pu，40ms

TCR解锁：

高压侧相电压大于0.7pu，40ms

SVC跳闸：

低压侧线电压小于0.2pu，625ms

注1：

选择0.6pu作为SVC进入低电压穿越门限的理由：

SVC正常控制本就是恒压控制，当110kV电压低于设定值，在0.6pu到设定值之间，SVC会自动快速实现补偿，以支撑电网电压。

当电网电压进一步降低到低于0.6pu时，即使SVC自动补偿，理论上也应该是TCR全部电流退出，FC全力支撑电网，而这时随着电网电压进一步降低，同步信号可能会出现不稳定，此时发脉冲，有可能因为同步信号本身的问题而导致补偿有问题，所以选择TCR封脉冲。

这样，既不会对电网造成影响，又能实现对电网的无功支撑。

根据运行经验，当电网电压降至0.5pu时，同步信号会出现不稳定，SVC设备不能发出准确脉冲角度，导致补偿错误，为避免出现补偿错误对电网造成的影响，因此选择在0.6pu时，提前封脉冲，保证SVC控制器在可控范围内运行。

注2：

选择0.7pu作为SVC恢复正常控制的理由：

由于SVC恒压控制响应速度很快，当它恢复自动控制时，检测到电压较低，会实现无功强补。

而SVC的FC投入补偿，在0.7pu投入不会对系统造成影响。

由于SVC对电压的控制至少存在30ms的响应时间（从检测到电压变化到SVC无功输出改变到位），在电压快速恢复时，如果阈值设置过高（例如0.8pu）时，SVC不能快速接手控制电压，而此时FC全部投入，会造成容性无功过剩，电网电压被抬高，也就是说，在电压恢复正常的过程中，系统电压会产生严重的过冲。

而0.7pu时投入可以确保SVC能及时接手控制电压，避免电压恢复过快时对电网造成冲击，因此选择0.7pu为投入值，保证留有一定的控制裕度。

选择0.7pu而不是更低的原因是，为了防止电压在0.6pu附近波动时，TCR频繁的闭锁和恢复，0.6~0.7pu是控制的死区。

注3：

选择40ms作为SVC闭锁时限的理由：

在低电压故障发生时，系统故障电压急剧跌落或者上升，SVC会迅速检查电压变化，但为避免电压波动导致检测不稳定，系统需要至少两个周波的检测来确认已经进入闭锁或者解锁条件，因此选择40ms作为确认进入门槛的时间。

注4：

选择0.2pu作为SVC跳闸定值的理由：

根据我国风力低电压穿越标准图示曲线，风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms的低电压穿越能力,因此在低电压故障发生时，系统故障电压急剧跌落最低至0.2pu，如果低于0.2pu，说明电网已超出低电压穿越的曲线范围，出现严重故障。

注5：

选择625ms作为SVC跳闸时限的理由：

根据我国风力低电压穿越标准图示曲线，风电场内的风电机组具有在并网点电压跌至20%额定电压时能够保持并网运行625ms的低电压穿越能力,因此在低电压故障发生时，系统故障电压急剧跌落至0.2pu，最长时间会持续625ms，如果超过此时间阈值，说明电网已超出低电压穿越的曲线范围，出现严重故障。