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复杂电网差动保护 关键技术及应用

国家电网报发布时间:2021-11-10 09:24:03

  随着“西电东送”战略实施、清洁能源大规模开发和外送,我国逐步建成世界上电压等级最高、输送距离最远、交直流混联的特大型复杂电网。在这种形势下,我国复杂电网“故障全局化”的特征逐步凸显。

  作为电网安全第一道防线中的主保护,差动保护设备担负着第一时间快速切除故障的重任,是电网和各类电气设备的“贴身保镖”。

  随着电网电压等级不断提升、规模和复杂度持续加大,线路分布电容电流成倍增长、大容量变压器励磁涌流与故障电流波形更趋相似、故障暂态电流幅值大衰减慢等特征逐步呈现,多次造成差动保护误动或慢动,导致电网事故扩大和设备损坏,差动保护精准快速辨识故障难度愈加凸显,面临严峻挑战。

  针对上述问题和挑战,项目组由国网电科院牵头,在国家科技攻关计划、自然科学基金等多个项目的支持下,历时13年科研攻关,成功突破输电线路、大容量变压器、发电机、母线等成套保护装置关键核心技术,大幅提升故障识别能力,缩短动作时间,提升动作可靠性,推动我国电网完成以差动保护为主保护的升级换代。

  项目构建了复杂电网差动保护技术体系,自适应于不同保护对象、不同应用场景、不同故障演化过程,解决了差动保护快速性、灵敏性、可靠性难以兼顾的难题。

  基于上述成果,项目组研制的系列继电保护装置通过德国技术检验协会(TUV)等5家权威机构检测认证,获国家授权发明专利59项,出版专著4部,发表被SCI/EI收录的论文97篇,牵头制订《1000kV电力系统继电保护技术导则》等国家标准。多位院士专家组成的鉴定委员会一致认为,项目成果整体技术处于国际领先水平。

  项目成果已广泛应用于我国220千伏~1000千伏各电压等级电网,涵盖新一代调相机组工程、海上风电工程以及川藏联网工程等重要工程,对不满足我国复杂电网要求的进口保护进行了批量替换,带动我国高压电网新投运设备100%配置国产差动保护。产品还出口至数十个国家和地区。

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