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超高压同杆并架双回线路微机保护的研究

俞波  
【摘要】: 经济的发展,使电网建设向着长距离、大规模、超高电压等级发展,为提高单位走廊输送容量,减少土地占用,节约投资,同杆并架双回线输电方式在我国已得到推广。要提高双回线供电可靠性,避免发生双回线间复杂故障时无选择跳闸,继电保护起着极其重要的作用。早期的保护受保护原理以及通信技术的限制,在用于同杆双回线时存在性能上的不足,往往需要两回线的电气量,给使用带来不便。本文对使用分相式通道用于同杆双回线的纵联距离保护进行了研究,并实现了仅使用单回线单侧电气量的CSL-101C(D)型数字式纵联距离保护装置。本文分析了常用的选相元件在同杆双回线发生跨线故障时的动作特性,提出了选相新方法,同时利用模糊集理论来识别短时转换性故障,以解决此类故障下保护误动问题。阻抗特性直接影响距离保护的动作正确性,本文详细地分析了距离保护在同杆双回线故障下的动作特性,提出了相应措施。数字通信技术的发展,使纵联保护的通道方式多样化,性能得以提高,本文提出了基于异步通信方式的直接数字通信技术用于同杆双回线保护的通道方案。论文的内容主要包括以下几个方面: 1 选相元件是纵联保护能否正确选相跳闸的关键。本文结合实时数字仿真试验结果对常用的相电流差突变量和负序零序电流选相元件在同杆双回线各种跨线故障下的动作行为进行了研究。由于另一回线故障电流的影响,这两种选相元件在此类故障下会误选相。根据对这些故障的特点分析,本文首次提出了用于跨线故障的基于故障电压比较故障相电流相位判别的选相新原理,分析和试验结果表明该方法是有效的,跨线故障下至少有一侧可正确选相。将上述三种选相原理综合在一起,构成了新保护的选相元件。 2 本文首次提出并实现了基于跨线不接地故障识别的测量阻抗新的计算方法。由于同杆双回线单相跨线不接地故障并非真正意义上的单相接地故障,传统的接地距离保护不能正确动作,采用本方法可使接地距离保护在发生此类故障时动作正确。本文同时对接地和相间距离保护在各种跨线故障下的动作行为进行了研究,指出距离保护的定值整定可按正常整定原则进行,从多方面考虑不宜引入相邻线零序电流。 3 本文提出了基于模糊集理论的短时转换性故障识别的方法,解决了距离保护在区外故障经短时间转成区内单相故障后误跳三相的问题。现代数字式保护为提高保护动作速度,都采用尽可能短的数据窗,发生此类故障时由于故障数据在数据窗中的不同比例,选相元件可能误选成相间故障,若此时该相间测量阻抗值在阻抗动作范围内,那么将引起保护误跳三相。上述故障识别方法较好地解决了距离保护误动问题,且基本不影响保护的动作时间。 华北电力大学博士学位论文摘要 斗 本文提出了基于异步通信方式的直接数字通信技术作为同杆双口线纵联保护的 通道新方案。该通道方式直接由保护的RS-232C异步串行口经数宇信道与对侧 保护同时双向传输多达8位的保护命令信息。与传统电力线载波通道相比,具 有传输信息量大,接口简单,通信环节少,延时短,可靠性高等优点,使保护 动作时间缩短。本文对这种通道方式进行了详细的分析,证明其安全性和可靠 性可以满足闭锁式、允许式及远方跳闸纵联保护的要求,采用本方案的保护装 置在500kV线路上进行了试运行,运行结果理想。本文同时对常规通道方式进 行了研究,提出在应用时必须具有自适应思想。 5 本文对零序电流保护、功率倒向、多相重合闸及准三相运行等几种同杆双回线 相关课题进行了研究。本文提出宜采用延时开放零序电流1段的方法,来避免线 路远端单相跨线接地故障时误跳三相。分析和试验表明同杆双口线发生跨线接 地故障时,零序电流保护可以正确动作,但由于邻线故障相电流的影响,零序 功率方向特性变差。本文认为为简化保护和重合闸,提高运行安全性,不直采 用多相重合闸方式。在同杆双口线准三相运行状态下突变量选相元件不再适用, 提出可采用相电流幅值比较结合电压比较的方法来故障选相,零序电流保护和 距离保护可以正确动作,其特性要比双口线健全时发生同类故障时好。


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