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特高压输电线过电压抑制及保护控制策略研究

王皓  
【摘要】: 随着我国经济的持续发展,电力需求急剧增长。为了满足大容量长距离输电和全国联网的需要,同时保障系统的稳定运行,我国必须加强骨干网架的建设。加强骨干网架经济而有效的途径是建设特高压输电线。因此对新电压等级进行先期研究是完全必要的。在特高压研究中,过电压的研究是其它研究课题(如特高压设备研制)的前提和基础,是能否采用特高压输电的关键之一。它不仅影响到变压器、断路器、输电线等电力设备绝缘强度的设计,而且还直接关系到电力系统是否能够安全稳定的运行。 由于特高压输电线路绝缘子能够承受的过电压裕度较低,发生过电压造成绝缘子击穿而必须更换绝缘子造成的经济损失是非常巨大的,单纯依靠提高设备绝缘水平来抵御过电压也是不可取的。考虑到特高压输电线所允许的电压升高的数值与所加电压的持续时间等因素直接相关,因此通过特高压输电线继电保护、重合闸的配置与相关自动装置的动作配合来限制过电压是可行的。 本文首先从理论上推导了在不投入并联电抗器的情况下,特高压线路的工频电压升高;随后分析了单端电源与长线相连、双端电源与长线相连两种情况下,不同的并联电抗器运行方式对工频电压升高的抑制作用。从推导分析中得到了特高压线路的工频过电压特性。 之后,本文针对特高压输电线路分布参数的特性,通过采用T或π型电路模型,对不同运行状态下的特高压输电线路进行了简化。根据简化后的集中参数线路模型,详细分析并推导了特高压系统各种操作过电压的近似表达式。 最后,本文通过理论分析与大量的EMTDC仿真,总结出特高压线路过电压现象的一般规律,验证了特高压输电线路过电压的抑制与保护控制策略的可行性与实用性,并提出了特高压系统限制过电压的主要措施及建议。同时讨论了影响单相重合闸的主要因素——潜供电弧的抑制方法,在此基础上提出了并联电抗器中性点小电抗的正确取值范围。


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