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《华北电力大学(北京)》 2016年
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直流换相失败对交流侧保护的影响分析与对策研究

申洪明  
【摘要】:随着大量高压直流输电工程的建成,交直流混联系统在我国已经逐步形成。交直流混联系统对继电保护的可靠性、灵敏性、选择性和快速性提出了很大的挑战。为此论文主要针对直流换相失败对交流侧继电保护的影响分析及对策研究展开工作。论文主要内容和成果如下:(1)提出将幅值差动保护判据应用到交直流混联系统中的思想,并且提出了一种基于相关系数的变压器差动保护综合制动方案。线路内部故障时,换相失败可能会导致传统电流差动保护拒动,但此时线路两侧电流幅值差异较大,幅值差动保护能正确动作;揭示了传统的二次谐波制动在换相失败期间换流变内部故障时可能将差动保护闭锁的机理,进而利用换流变两侧电流基波幅值的相关系数构成了新的综合制动逻辑。新的综合制动逻辑能正确识别换流变压器区内、外故障,做到准确制动和开放差动保护。仿真实验结果验证了新方案的有效性。(2)提出一种考虑零序电流特征的交直流混联系统分析模型。在传统等值模型基础上,深入研究换相失败对交流系统零序电流的影响,进而提出了一种考虑零序电流分布规律的等值分析模型。新的等值模型为分析带零序补偿的接线方式下换相失败对距离保护的影响奠定了基础。(3)提出一种利用数学形态学检测换相失败的方法。在深入分析逆变侧直流电流在换相失败期间的暂态特性基础上,通过定义的形态学梯度检测逆变侧直流电流的梯度值,当检测到形态梯度大于某一门槛值时即认为交流侧故障引发了换相失败,并且新的检测方法同时兼顾预测和实测功能。(4)提出一种“三次”换相失败直流闭锁方案。详细分析了重合闸于瞬时性和永久性故障时对换相失败的影响,进而通过与重合闸时序相配合,提出了一种新的直流闭锁方案。新的闭锁方案需要计及“三次”直流换相失败,能最大程度保证换相失败的自行恢复,同时也能在持续性换相失败时实现直流闭锁的目的。(5)提出将零序方向元件和R-L算法应用到距离保护中。揭示了距离保护在换相失败期间保护出口附近故障时可能拒动的机理,并提出了基于零序方向元件、二次谐波幅值等解决方案;提出相比于傅式算法,R-L算法受非周期分量影响较小,并对R-L算法进行了改造,因此更加适合交直流混联系统。
【学位授予单位】:华北电力大学(北京)
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM721.1;TM77

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