基于瞬態(tài)電場(chǎng)特征的超高壓電網(wǎng)過電壓識(shí)別方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的波形、幅值及持續(xù)時(shí)間各異的過電壓是發(fā)展高壓輸電需要研究的重要課題之一，其不僅關(guān)系輸變電設(shè)備絕緣強(qiáng)度的合理設(shè)計(jì)，而且直接影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。在對(duì)國(guó)內(nèi)外的停電事故分析中發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)過電壓引起的電網(wǎng)事故故障率較高，電氣設(shè)備絕緣破壞時(shí)有發(fā)生。因此，對(duì)過電壓進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)、通過分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)識(shí)別過電壓類型并及時(shí)采取相應(yīng)的措施抑制過電壓，對(duì)提高電力系統(tǒng)運(yùn)行可靠性具有重要意義。
　　 在對(duì)過電壓進(jìn)行抑制的過程中，在線監(jiān)測(cè)裝

2、置獲得的過電壓數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性直接關(guān)系到過電壓類型識(shí)別的結(jié)果和抑制措施的有效選取，因此過電壓信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)是過電壓類型識(shí)別和抑制的基礎(chǔ)，也是難點(diǎn)所在。目前，在110kV及以下電壓等級(jí)的電網(wǎng)中，過電壓信號(hào)的獲取通常是通過與電網(wǎng)一次設(shè)備有直接電氣連接的過電壓在線監(jiān)測(cè)方式實(shí)現(xiàn)的。這種監(jiān)測(cè)方式雖然能夠獲得較為準(zhǔn)確的過電壓數(shù)據(jù)，但監(jiān)測(cè)裝置長(zhǎng)期并聯(lián)于電網(wǎng)會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱問題，容易形成安全隱患，危及整個(gè)電網(wǎng)的安全。基于以上原因，傳統(tǒng)的“接觸式”過電壓監(jiān)測(cè)方法已

3、經(jīng)不再適用于對(duì)安全性要求更高的220kV及以上電壓等級(jí)的電網(wǎng)過電壓的監(jiān)測(cè)。
　　 作為電能輸送的主干網(wǎng)絡(luò)和連接區(qū)域電網(wǎng)的紐帶，500kV電網(wǎng)的安全運(yùn)行至關(guān)重要。對(duì)于500kV電網(wǎng)過電壓的在線監(jiān)測(cè)，應(yīng)當(dāng)在保證過電壓信號(hào)采集準(zhǔn)確性的同時(shí)，將監(jiān)測(cè)裝置對(duì)電網(wǎng)安全的影響降至最低，使監(jiān)測(cè)裝置的引入不至于成為電網(wǎng)的安全隱患?；谝陨戏治觯?00kV電網(wǎng)過電壓信號(hào)的獲取應(yīng)盡量通過與一次設(shè)備沒有直接電氣連接的“非接觸”方式實(shí)現(xiàn)。因此，如何實(shí)現(xiàn)50

4、0kV電網(wǎng)過電壓的在線監(jiān)測(cè)、利用監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行過電壓類型識(shí)別是開展500kV電網(wǎng)過電壓抑制工作的關(guān)鍵難點(diǎn)。
　　 本文在大量查閱相關(guān)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，基于時(shí)域有限差分法，建立了瞬態(tài)電場(chǎng)計(jì)算模型，計(jì)算了雷電過電壓、接地故障以及分合閘操作在變電站內(nèi)產(chǎn)生的瞬態(tài)電場(chǎng)，結(jié)合小波分析和傅里葉變換對(duì)瞬態(tài)電場(chǎng)的特征參量進(jìn)行了提取。在此基礎(chǔ)上，采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了基于瞬態(tài)電場(chǎng)特征的過電壓分類識(shí)別系統(tǒng)。通過本文的研究，主要得到的結(jié)論有：
　　

5、 （1)利用MATLAB平臺(tái)，建立了基于時(shí)域有限差分法的瞬態(tài)電場(chǎng)計(jì)算模型，在建立模型時(shí)考慮了不同相導(dǎo)線電壓產(chǎn)生的電場(chǎng)的相互迭加，使得計(jì)算模型更接近實(shí)際變電站內(nèi)的電磁環(huán)境，利用該模型計(jì)算了雷電過電壓(繞擊和反擊)、投電容器組過電壓、合空載線路過電壓、單相接地故障及投切空載變壓器等幾種典型過電壓在變電站產(chǎn)生的瞬態(tài)電場(chǎng)，并對(duì)瞬態(tài)電場(chǎng)進(jìn)行了頻譜估計(jì)。分析結(jié)果表明：不同類型的過電壓產(chǎn)生的瞬態(tài)電場(chǎng)的頻譜形狀及主頻率分布均具有明顯的差別；