输电线路行波纵联方向保护的研究

论文摘要

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。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 行波保护研究的意义
• 1.2 行波保护研究的历史与现状
• 1.3 行波保护存在的问题
• 1.4 论文的主要研究工作
• 第二章 行波保护基础理论
• 2.1 行波基本概念与特征
• 2.1.1 行波的基本概念
• 2.1.2 输电线路故障时的行波
• 2.1.3 波的折射与反射
• 2.2 行波故障信息分析
• 2.3 行波保护原理分析
• 2.3.1 行波差动保护
• 2.3.2 行波距离保护
• 2.3.3 极性比较式行波方向保护
• 2.3.4 电流极性比较式行波方向保护
• 2.3.5 幅值比较式行波方向保护
• 2.3.6 其它行波保护
• 2.4 小结
• 第三章 新型比率式行波纵联方向保护
• 3.1 基本原理
• 3.1.1 故障方向特征的分析
• 3.1.2 保护原理和判据
• 3.2 纵联保护构成方案
• 3.3 仿真分析
• 3.3.1 仿真工具简介
• 3.3.2 典型故障仿真分析
• 3.4 影响因素分析
• 3.4.1 母线结构
• 3.4.2 故障初始角
• 3.4.3 过渡电阻
• 3.4.4 平行双回线路
• 3.4.5 互感器传变特性
• 3.5 小结
• 第四章 行波保护应用于特高压输电线路的可行性
• 4.1 特高压输电线路的特点
• 4.2 特高压输电线路的继电保护
• 4.2.1 特高压输电线路继电保护的配置原则
• 4.2.2 国外特高压输电线路的保护方案
• 4.2.3 国内常见的保护配置方案及存在的问题
• 4.3 特高压示范线路的行波保护仿真
• 4.3.1 特高压系统参数选取
• 4.3.2 新型行波保护仿真应用
• 4.4 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表