輸電線路積分型行波方向縱聯(lián)保護研究.pdf

1、隨著我國對電力負荷需求的強勁增長，西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)工程的實施，一個超大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)正逐步形成。大容量遠距離輸電、大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)的安全保障和防御體系是電力工作者當前面臨的新挑戰(zhàn)。作為骨干網(wǎng)架的超、特高壓輸電線路，對繼電保護的快速性、可靠性和靈敏性等指標提出了更高的要求。在基于工頻量的繼電保護其動作速度已接近極限的情況下，行波保護由于具有極快的故障檢測能力而備受關(guān)注，但其低可靠性的缺點始終制約著保護裝置的研發(fā)。為此，本課題旨在保

2、持行波保護快速的故障檢測能力的同時，提出了一種高可靠性的積分型行波方向保護原理并圍繞該原理保護進行了相關(guān)技術(shù)的研究。論文所做主要工作如下： （1）提出了一種積分型行波方向保護判據(jù)。該原理判據(jù)利用故障發(fā)生后正反向行波在一定時間內(nèi)的恒定關(guān)系，構(gòu)造積分判據(jù)，并以二者比值大小作為識別故障方向的依據(jù)。500kV和1000kV兩種電壓等級的仿真數(shù)據(jù)表明該原理保護能夠適用任何線路或母線結(jié)構(gòu)，故障初始條件對保護判據(jù)的性能幾乎沒有任何影響，解決了只

3、利用初始行波波頭的極性或幅值關(guān)系而導(dǎo)致傳統(tǒng)行波方向保護低可靠性和靈敏度不足問題。對于中短距離的輸電線路，保護具有極快的故障方向判別速度。而對于遠距離的輸電線路，由于積分窗口的加大，判別速度有所降低。分析表明對于遠距離輸電線，可通過調(diào)整積分時間，提高判別速度。仿真結(jié)果驗證了利用一半的時間窗，保護判據(jù)的性能不受影響。 （2）在分析雷擊未造成故障、雷擊造成故障和一般短路故障暫態(tài)波形特征的基礎(chǔ)上，提出了一種基于暫態(tài)電流波形積分的雷擊干擾與

4、故障的識別判據(jù)。針對不同的雷擊情形和故障條件，仿真分析表明該判據(jù)能夠快速、正確地識別雷擊干擾和短路故障，是一種簡單、易行的識別方法。另外，論文分析了斷路器合閘和分閘操作產(chǎn)生行波信號的機理，并根據(jù)高壓輸電線路電壓互感器一般安裝于線路側(cè)的現(xiàn)狀，提出可利用積分型行波幅值比較式方向判據(jù)對擾動源的方向進行判別。對開關(guān)操作的仿真結(jié)果表明，積分型方向識別判據(jù)能夠正確判定開關(guān)操作的方向。 （3）針對電容式電壓互感器（CVT）不能有效傳變暫態(tài)高頻電

5、壓信號的缺陷，利用CVT套管末屏電容設(shè)計出串、并聯(lián)諧振回路，進而提取電壓行波信號。利用仿真模型檢驗了提取電路對不同頻率信號、不同故障接地電阻、不同故障初始角的輸出響應(yīng)。理論分析和仿真結(jié)果表明該方法能夠有效地抑制工頻分量，正確地反應(yīng)暫態(tài)電壓行波信號，解決了行波保護和行波故障定位中電壓行波信號提取的技術(shù)難題。 （4）基于以上研究，設(shè)計了一套積分型行波方向縱聯(lián)保護的構(gòu)成方案。對方案中的重要組成部分，如啟動元件、故障選相元件、故障方向判別