超高压输电线路保护仿真及新型纵联保护研究

【摘要】：随着电网规模越来越庞大,电压等级越来越高,如何有效、安全、可靠地提高输送能力,是我国电网日益面临的问题。近年来美国、欧洲等相继发生的大停电事故,波及范围之大前所未有,这充分说明了寻求安全、可靠的电网保护控制措施是当前电力系统安全稳定运行的一个重要课题。继电保护作为电网安全稳定运行的第一屏障,始终承担着无可替代的作用。伴随着微机保护面临更新换代的要求,本文结合生产实际,围绕新一代超高压输电线路纵联保护的仿真和开发这一课题展开研究。 本文在全面分析国内、外相关文献的同时,系统地对超高压输电线路保护的发展历史、现状以及未来发展方向进行了综述,在此基础上阐明了本文研究解决的主要问题和工作方向。 利用正、反方向故障时补偿电压与母线电压故障分量的变化规律,本文提出了基于补偿电压故障分量的方向判别原理。在详细分析该判据在各种不同运行工况下的动作特性的基础上,给出了该保护判据的基本整定原则,指出了实际运行中还需要注意的问题,并对该方向判别原理进行了仿真和分析。 在开发超高压输电线路纵联保护的过程中,创造性提出了一种基于逻辑变量的保护软件体系结构,彻底改变了传统微机保护的编程方式,使保护开发对计算机编程技巧的要求大为降低,为微机保护事故分析能力提供了丰富的信息。该保护装置现已经通过动模验收,并投入现场试运行。 针对超高压输电线路纵联保护的开发,建立了面向微机保护研发的通用仿真平台,并详细给出了该保护仿真平台的构成方法。由于该仿真平台的应用,极大地简少了保护开发过程中对各种硬件试验平台的依赖,提高了保护开发效率。 本文还针对由架空线路和海底电缆构成的混合输电线路对线路保护各方面的影响进行了研究,根据混合输电线路的暂态过程的特点,利用电磁暂态仿真软件ATP/EMTP对线路保护中各种常见的保护原理在混合输电线路不同运行工况下的动作 WP=5 行为进行了全面仿真,分析了现有保护存在的不足并指出了相应改进措施。 最后,本文还提出了基于小波变换的行波极性比较式方向保护的原理及其实现的初步方案,通过电磁暂态仿真程序验证了该方案的可行性,并指出了尚须改进的问题。