高压输电线路故障选相方法的研究

论文摘要

超(特)高压输电线路已经成为电力系统的骨干网络,在电网中的地位非常重要,它对电力系统的安全可靠运行起着决定性的影响,因此超高压输电线路对继电保护及安全装置提出了更高的要求。作为超高压输电线路保护的重要元件,故障选相元件相应也需要提高性能。文章通过分析故障选相技术的发展历史和研究现状,重点对以下几个方面进行了创新研究:1在研究突变量选相基本原理的基础上,针对它的不足展开分析研究,提出了在相间电压突变量的基础上引入第三相电压变化系数进行极化的新选相方法,新方法有着更优异的选相性能。2针对正负序比相选相元件在两相接地故障时会出现分区划分不合理的问题,提出了新的分区划分方法并且利用各序故障分量幅值关系构造判据来进一步鉴别同一分区内不同故障,大量仿真算例表明新的选相方案比传统方法有更高的灵敏度。3分析了振荡时选相元件与不对称故障开放判据由于失配造成误选相的问题,得出了一些有益的结论,并创新性地提出利用余弦电压变化率和阻抗变化率来进行选相,提高了振荡时选相元件的性能。4针对现有的零序差动保护没有性能很好的选相方法这一问题,通过分析不同故障时序分量差流的特性,提出了一种利用差动电流负序分量和零序差流分量的关系来进行选相的辅助选相方案,通过对1000KV示范线路仿真验算证明该选相元件能够准确快速选相。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 高压电网故障选相的发展以及研究现状
• 1.3 故障选相的最新进展
• 1.4 本论文的主要工作以及创新点
• 第2章 传统故障选相方法的分析和介绍
• 2.1 工频突变量选相元件
• 2.2 序分量选相元件
• 2.3 小结
• 第3章 突变量选相的研究
• 3.1 常规的突变量选相元件分析
• φφ'>3.1.1 突变量电流选相△I_φφ
• φφ'>3.1.2 突变量电压选相△U_φφ
• φφ+KI_φφ'>3.1.3 复合突变量选相△U_φφ+KI_φφ
• 3.2 现有突变量选相元件存在问题的分析
• 3.2.1 两相接地短路的问题
• 3.2.2 电源正负序阻抗不相等时对突变量选相的影响
• 3.3 改进的突变量选相元件
• 3.3.1 改进的选相方法
• 3.3.2 改进方案的特性分析
• 3.3.3 新的选相判据的研究
• 3.3.4 新方法的选相流程
• 3.4 仿真计算分析
• 0<1系统参数的仿真'>3.4.1 满足Z₀<1系统参数的仿真
• 3.4.2 采用实际系统参数的算例
• 3.5 小结
• 第4章 序分量选相元件的研究
• 4.1 传统正负序分量比相选相原理分析
• 4.1.1 传统的相区划分方法
• 4.1.2 正负序比相方法遇到的问题
• 4.2 改进的序分量选相方法
• 4.2.1 改进的相区划分方法
• 4.2.2 改进的鉴别同一分区内不同故障的方法
• 4.2.3 选相的实现以及流程
• 4.2.4 仿真结果以及分析
• 4.3 改进的基于相关度分析和最小二乘法参数估计的选相方法
• 4.3.1 相关度分析和最小二乘参数估计
• 4.3.2 基于相关度分析原理的选相方法的问题分析
• 4.3.3 选相的实现
• 4.3.4 仿真算例分析
• 4.4 小结
• 第5章 振荡时选相元件的研究
• 5.1 不对称开放判据对两侧线路保护以及选相元件影响的分析
• 5.2 振荡时选相元件存在的问题研究
• 5.2.1 振荡时不对称故障开放判据与阻抗选相元件配合问题的研究
• 5.2.2 振荡时不对称故障开放判据与余弦电压选相元件配合问题的研究
• 5.3 改进的选相方法
• 5.3.1 利用余弦电压变化率选相
• 5.3.2 利用阻抗变化率来选相
• 5.4 小结
• 第6章 零序差动保护选相元件的研究
• 6.1 选相原理
• 6.1.1 零序差流保护基本原理判据分析
• 6.1.2 序差流选相元件
• 6.1.3 辅助判据的加入
• 6.1.4 弱馈系统故障时的选相特性
• 6.2 选相方案以及流程
• 6.3 仿真数据分析
• 6.4 小结
• 第7章 主要结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文