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输电线路行波纵联方向保护的研究

李德文  
【摘要】: 随着我国超高压远距离输电线路的不断扩建及特高压线路的试建,现代电网对继电保护和安全稳定控制提出了更高的要求。快速切除故障不仅有利于提高输电线路的传送功率,更重要的是能增强系统的暂态稳定性。目前输电线路上广泛采用的继电保护装置,其原理主要是建立在工频电气量的基础上。为在故障后准确提取工频分量,需利用较长时间的数据窗滤除各种暂态分量,从而在理论上决定了传统保护不可能具有超高速的动作性能。根据故障暂态行波理论提出的行波保护原理,能在极短的时间内检出故障,实现超高速动作,并且不受过渡电阻、负荷、系统振荡、电流互感器饱和及线路分布电容的影响,因此超高速行波保护的研究具有重要的理论意义和实际意义。 本文在对早期的各种行波保护原理综述比较的基础上,深入分析了行波传播过程和故障暂态行波特征,提出了新型比率式行波纵联方向保护。当保护正向故障时,电压正向行波小于反向行波;而反向故障时,电压正向行波大于反向行波。新型比率式行波纵联方向保护利用电压正向和反向行波积分值进行比较来构成保护动作判据,论文中给出了详细的保护算法流程。大量EMTDC仿真试验证明,该保护不仅具有行波保护的一般优点,而且能够克服其他行波保护存在的缺点,如不受母线结构、故障初始角、平行双回线一回发生故障等因素的影响。 另外,本文分析了特高压线路继电保护配置原则和方案,并建立了我国特高压示范工程较为精确的系统模型。重点探讨分析了新型比率式纵联方向保护在特高压示范工程的应用。仿真分析表明,该保护完全适用于特高压输电线路。 理论分析和仿真试验表明,新型比率式行波纵联方向保护动作速度快、可靠性高、抗干扰性能强,可应用于超(特)高压输电线路,具有重要的研究前景。


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