成果简介:
故障是电力系统安全的天敌且不可避免,继电保护用于快速可靠切除故障。但是,输电网故障切除过程中出现的过负荷和振荡常引起继电保护不正确动作并造成连锁反应,引发大停电;配电网无选择切除故障区段,扩大了停电范围,二者都会造成比故障更为严重的次生灾害。IEEE统计表明,世界范围内的大停电事故70%都与继电保护的不正确动作有关,近年来发生在中国河南、西安的停电事故均由此引起,福建经济发达、台风雷电频发,停电后果尤为严重。研究防御次生灾害的继电保护技术事关电网安全乃至国家安全,意义重大。项目在福建省电力公司重点科技项目、国家自然科学基金重大国际合作项目和国家重点研发计划项目的支持下,历时12年,系统地研究了防御大电网连锁故障的系统保护和用于缩小配电网停电范围的馈线自动化两大技术,取得了众多原创性成果:针对距离保护在振荡和过负荷情况下不正确动作问题,发明了免疫于振荡和过负荷的输电线路继电保护技术,实现了产业化应用;针对配电线路无选择切除故障区段问题,发明了以无通道保护和磁控开关为核心的新型馈线自动化技术,实现了配电线路故障精准隔离和快速自愈。 主要创新点如下:1、首创了比较相补偿电压和线补偿电压相位的多相补偿式距离保护原理,提出了利用整定点零序补偿电压消除过渡电阻影响的方法,发明了免疫于电力系统振荡且耐过渡电阻能力强的距离继电器,解决了距离保护在系统振荡时速动性、灵敏性与可靠性相互矛盾的问题,有效防范系统振荡时继电保护不正确动作造成的停电范围扩大。2、发明了基于时域过程信息和动态戴维南等效阻抗的事故过负荷识别方法,提出了能甄别事故过负荷和短路故障的距离保护方案,研制了免疫于过负荷的高压线路继电保护装置,可靠抵御事故过负荷情况下继电保护误动作所引发的连锁跳闸。3、提出了反应二次扰动信息的无通道保护原理,发明了适用于不同配网结构的系列无通道保护技术,开发了高防护等级、可柱上安装的继电保护型馈线自动化终端设备,解决了配电线路故障隔离选择性与速动性难以兼顾的问题,为高可靠性配电网建设提供了理想的保护控制手段。4、首创了具有磁控记忆性能的非稀土铁基合金材料和磁力大小可控的快速磁控机构,研制了内置电压电流传感器及真空灭弧室的小型化固封极柱,发明了分闸时间小于10ms的磁控开关,构建了基于无通道保护和磁控开关的新型馈线自动化系统。 项目获授权发明专利39项(含国际专利2项),发表SCI/EI论文42篇。项目成果强化了电网安全防线,推动了继电保护学科的科学技术进步,引领了国际继电保护技术的发展,被陈维江、王成山、宋璇坤等院士专家评价为:项目整体居国际领先地位,部分成果获得第48届日内瓦国际发明展金奖。项目成果已产业化并应用于包括国网首批智能配电网厦门示范工程、榆横-潍坊1000kV特高压输电工程等重大项目在内的国内外电网,近三年累计销售2.8万套,实现产值14亿元。