基于功率譜的超-特高壓輸電線路單相自適應(yīng)重合閘研究.pdf

1、輸電線路的故障，多為單相接地故障并以瞬時性故障為主。單相自動重合閘技術(shù)的應(yīng)用可以大大提高供電的可靠性，但若重合于永久性故障，將給系統(tǒng)帶來更為嚴(yán)重的沖擊和影響。因此，在重合前正確判別故障類型，只在瞬時性故障時予以重合，即實現(xiàn)自適應(yīng)重合閘，是十分必要的。
　　 超/特高壓輸電線路已成為電力傳輸系統(tǒng)的骨干及樞紐，將自適應(yīng)重合閘應(yīng)用其中，對提高整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性有著重要意義。論文對超/特高壓輸電線路在發(fā)生單相接地故障后的故障相電壓

2、信號進(jìn)行了詳細(xì)分析，針對故障相恢復(fù)電壓在瞬時性與永久性故障時的不同特性，提出了適用于帶并聯(lián)電抗器的超/特高壓輸電線路的單相自適應(yīng)重合閘新判據(jù)，主要內(nèi)容如下：
　　 ① 研究了超/特高壓輸電線路的單回及同塔雙回輸電線路模型，探討了并聯(lián)電抗器補(bǔ)償度、補(bǔ)償方式及中性點(diǎn)小電抗的選擇區(qū)間，建立了電容式電壓互感器(CVT)的模型。超/特高壓輸電線路的分布性不可忽略，在對比鏈狀、貝瑞隆及時變動態(tài)相量這三種分布參數(shù)線路模型特性的基礎(chǔ)上，選擇貝瑞

3、隆模型作為單回輸電線路與同塔雙回輸電線路模型。由于超高壓輸電線路上普遍使用并聯(lián)電抗器，分別針對單、雙回輸電線路并聯(lián)電抗器的補(bǔ)償原則、安裝地點(diǎn)、連接方式進(jìn)行闡述，并對安裝中性點(diǎn)小電抗的必要性和及其在不同補(bǔ)償形式下的選擇區(qū)間做了總結(jié)和定量討論。CVT作為保護(hù)單元信號的取樣裝置，其性能對繼電保護(hù)裝置正確工作產(chǎn)生較大的影響。為與實際相符，在系統(tǒng)中加入CVT模型，初步探討了CVT的工作原理和傳變特性。
　　 ② 討論了帶并聯(lián)電抗器的超/特

4、高壓輸電線路發(fā)生單相接地故障時的物理過程，選擇故障相恢復(fù)電壓作為特征量判別故障類型，實現(xiàn)單相自適應(yīng)重合閘。論文分別對故障后的一次電弧、二次電弧及恢復(fù)電壓階段的故障相電壓信號進(jìn)行分析研究：瞬時性故障時，故障相一次電弧電壓較大但持續(xù)時間非常短暫，二次電弧電壓較小且非線性很強(qiáng)，恢復(fù)電壓主要包含工頻分量和頻率略低于工頻的自由分量；永久性故障時一、二次電弧與瞬時性故障相比非常微弱，恢復(fù)電壓僅包含工頻分量。綜合考慮不同故障類型時故障相電壓在各階段的

5、差異大小、獲取難易程度、受外界因素的影響程度，選取故障相恢復(fù)電壓作為特征量對故障類型進(jìn)行判別。
　　 ③ 利用多重信號分類(MUSIC)對故障相電壓信號進(jìn)行功率譜估計，提出基于故障相電壓功率譜的單相自適應(yīng)重合閘新判據(jù)。由于瞬時性與永久性故障時，斷開相恢復(fù)電壓的組成不同，其功率譜存在較大區(qū)別。功率譜中的多重信號分類（MUSIC）方法可有效檢測出短數(shù)據(jù)長度信號中非整次頻率分量，頻譜分辨率較高。因此，將MUSIC應(yīng)用于故障相電壓信號的

6、功率譜估計以檢測其恢復(fù)電壓的組成，利用譜的區(qū)別判斷故障類型。
　　 ④在MATLAB/SIMULINK平臺中建立了單回線路的仿真模型，對所提出判據(jù)進(jìn)行仿真驗證。模型包括一條500kV與一條750kV輸電線路，并在故障仿真過程中投入電弧模型，以分別獲取線路模型在不同故障類型、不同故障地點(diǎn)、線路重載、高阻接地等情況下故障相電壓在各階段的信息。利用MUSIC對故障相端電壓進(jìn)行譜估計，對所提出判據(jù)進(jìn)行驗證。仿真結(jié)果表明，該判據(jù)僅利用單端