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同杆双回线距离保护研究

李伟  
【摘要】:同杆并架双回线路因其具有节约土地、减少投资、能够有效提高单位走廊输送容量等优点,已得到广泛应用。然而同杆并架双回线间距离小,易发生跨线故障;且受线间互感影响,故障特征更为复杂,导致传统距离保护动作正确率相对偏低。因此,论文针对同杆并架双回线距离保护开展研究,主要工作和创新性成果如下: 针对双回线正常运行情况,分别提出了基于单端双回线电气量和基于单端单回线电气量的选相方法。提出的选相方法,是根据双回线同名相突变量电流之间的相关度关系,进一步结合故障相与非故障相突变量之间的幅值关系构造而成。当邻线电气量不可获取时,提出了一种基于单端单回线电气量的综合选相方法。该方法在基于序电压选相实现故障相别判断的基础上,采用正、负序阻抗之间的关系实现故障线路判别,解决了传统选相元件不能正确判断邻线故障相别的难题。 针对双回线单回线运行时,传统突变量选相或序分量结合阻抗元件在复杂工况下可能误选相的问题,首先提出了一种基于多参量比较的故障分量选相判据,克服了高阻接地故障对选相元件的影响;其次提出了一种基于负序、零序分量之间的幅值和相位关系的故障分量附加选相判据,克服了系统振荡下发生不对称故障时选相元件的误动;再次提出了一种综合序分量和相电流突变量幅值比的附加选相判据,解决了常规选相元件将相间不对称接地故障的故障相误选或漏选的问题。 提出了一种仅采用单端单回线电气量的单相接地距离保护新算法。该方法通过对同杆双回线单相接地故障模型进行分析,推导出含有双回线零序电流的故障距离准确表达式;进一步分析双回线零序电流之间的关系式,通过代入估算的故障位置值,可以将邻线零序电流用保护安装处零序电流表达出来,实现由单端单回线电气量计算出双回线零序电流:进而实现了提出的距离保护方法。算法对故障位置估算值的精度不敏感,且对系统运行工况具有较好的适应性,提高了同杆双回线单相接地故障时测量阻抗的计算精度。 提出了分别适用于同杆双回线跨线不接地故障和跨线接地故障的距离保护算法。通过分析双回线跨线不接地故障,推导出对称分量电流和六序电流的关系;进一步将邻线对称分量电流用本回线对称分量电流表达出来,实现了跨线不接地故障的距离保护方法。由于跨线接地故障发生,多出一个接地点,两回线零序电流不再相等,增加了距离保护的实现难度。通过对双回线跨线接地故障进行分析,推导出两回线零序电流之间的相位变化关系;再利用本回线零序电流结合系统模型特性,求解出邻线零序电流,从而实现了跨线接地故障的距离保护方法。上述方法解决了传统基于单回线电气量的距离保护应用于双回线时,其测量阻抗受双回线间互感影响较大,在跨线故障发生时可能误动的问题。


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