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同塔多回输电线路故障测距方法研究

邬乾晋  
【摘要】:随着我国经济规模扩大,成为世界第二大经济体,国内的电荒现象愈演愈烈导致对电力的需求迅猛增长,而随着人口增长使得土地资源日益紧张,导致了输电网络建设的成本越来越高。因此,如何既能增大输电线路传输容量,又能在满足可靠性要求的基础上降低电力建设投资,成为国内外的研究热点。同塔多回输电线路的出现较好的满足了输送容量、占用土地的要求,成为我国超(特)高压电网发展的必然趋势。 同塔多回输电线路的固有特点是其各回线间的距离很近,使得除单回线的各相相间互参数外,各回线之间还存在线间互参数。同塔多回输电线路由于存在跨线故障使得其与单回输电线路的故障测距更有其特殊性和复杂性。传统的基于工频量的故障测距算法受CT饱和、系统运行方式、线路分布电容、过渡电阻等的影响,测距精度不高,且工频测距方法需要躲过衰减直流分量较大的部分和滤波环节,往往需要几个工频周期的时窗。输电线路发生故障后会产生从衰减直流分量到暂态高频分量的全频带故障分量,与工频信号相比,暂态信号所包含的故障信息更加丰富,其中包括故障位置、方向等信息。为此,本文从多回输电线路的解耦方法入手,对多回线反向量网络的固有特性,单端行波测距原理及暂态量双端时域测距原理进行深入研究,主要研究内容如下: 1.以同塔双回输电线路为研究对象,分析了双回线路的复杂性和特殊性,提出了均匀换位的双回输电线路的解耦方法,讨论了双回线同向量网络与其特有的反向量网络的特点,为双回输电线路的故障测距奠定了坚实的基础。 2.分析了单端行波故障测距的难点,提出了利用双回线反向量电流行波构造单端行波测距方程不受母线上健全线路末端反射波对故障点反射波波头性质辨识的影响。针对超高压输电线路雷击时,雷击点与闪络点不一致的情况,提出了相应的行波测距方法;讨论了单端行波测距方法在超(特)高压输电线路上多发生的瞬时性电弧故障的适用情况;针对双回线反向量网络不再适用时的情况,提出了利用神经网络方法,建立单端行波测距的粗侧—精侧模式。 3.介绍了基于贝杰龙方程的双端暂态量时域法在双回线中的应用,双回线反向量母线处电压为零,与单回线的时域法相比,无需采集电压数据。针对现有双回输电线路大多全程不换位的情况,讨论了利用相分量的不换位双回输电线路的测距方法和基于等传输常数的不换位双回线路解耦及测距方法。对于瞬时性电弧故障,提出了利用电弧转移特性和最小二乘技术的电弧测距方法。 4.在双回线行波及暂态量测距研究的基础上,讨论了同塔同电压等级四回线的解耦方法,分析了单端行波故障测距方法和暂态量双端时域测距方法在四回线路上的适应情况。


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