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超高压线路保护按相补偿方法及相关问题研究

陈朝晖  
【摘要】:随着电力系统西电东送、全国联网、特高压输电等工程的建设,大量的超高压线路在电网中运行。为了保证互联电网的安全稳定运行,对适应系统要求的超高压线路保护的性能提出了更高要求。本论文从设计和实现一套高性能的超高压线路保护装置这一角度出发,围绕线路保护的几个关键技术问题展开详细研究,论文的主要内容有: 1.首次提出按相补偿的接线方式。对于距离保护而言,接线方式对保护性能有着重要影响。现有的引入零序电流补偿的单相阻抗继电器接线方式在出口单相故障以及区内外转换性故障时,非故障相阻抗继电器可能会误动,新的按相补偿接线方式既保证了故障相阻抗测量的准确性,又最大程度地避免了非故障相阻抗继电器误动,同时,阻抗继电器自身也具备了良好的选相能力。 2.提出基于线路Bergeron模型的分布电容电流解决方法。对于750kv以及1000kv系统而言,已经不能忽略长线路分布电容对保护性能的影响。对于分布电容,现有的处理方法都是等效为集总参数,这种处理方法应用于超高压长线路,精度上还有待进一步提高。针对分布电容电流对距离保护解微分方程算法计算精度以及线路纵联差动保护灵敏度的影响,从线路的电磁暂态模型出发,在电磁暂态模型中已经考虑到分布电容,这样根本上解决了电容电流影响问题。 3.提出分别适用于单回线以及同杆并架双回线的阻抗选相方案。选相元件存在的主要问题是稳态量选相的准确性不够理想。早期的阻抗选相因为实现手段的限制存在一些不足,微机保护中可以不局限于原有的阻抗选相思路,在深入分析故障情况下单相以及相间阻抗之间的幅值、相位关系基础上,提出了新的阻抗选相方案,为实现稳态量选相提供了一种新的解决思路。 4.首次提出基于综合相量的振荡频率测量方法以及振荡闭锁判据自适应整定方法。以往的振荡闭锁判据定值确定更多的是依靠经验,为了提高定值的适应性,基于自适应保护的思想,本文给出了电阻随时间变化的定量表达式,同时基于综合相量实现了振荡频率的快速测量,使得区分振荡与短路的dr /dt保护动作判据确定真正实现从依靠经验到依靠规律。 5.提出防止直流换相失败导致突变量方向元件误动的相关措施。针对直流换相失败导致突变量方向元件误动这一新问题,在仿真分析的基础上,指出误动的主要原因在于交直流系统的相互作用以及现有的高频保护防止功率倒向逻辑,从保护动作逻辑出发,给出了有效防止误动的相关措施。


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