復(fù)雜結(jié)構(gòu)輸電線路接地短路及OPGW電流計(jì)算研究.pdf

1、為了適應(yīng)現(xiàn)代大規(guī)模電力系統(tǒng)的需要,建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)精準(zhǔn)的通信系統(tǒng),現(xiàn)代電力系統(tǒng)中采用光纖復(fù)合架空地線(OPGW)作為一側(cè)架空地線的現(xiàn)象越來越普遍。然而,在電力系統(tǒng)發(fā)生故障或遭受雷擊過電壓(持續(xù)時(shí)間短)時(shí),OPGW中會(huì)流過比較大的電流,此電流的熱效應(yīng)將使導(dǎo)線溫升過高,嚴(yán)重時(shí)會(huì)毀壞其內(nèi)部復(fù)合的光纖,導(dǎo)致電力通信癱瘓。實(shí)際電力系統(tǒng)的輸電線路結(jié)構(gòu)復(fù)雜,如何提高OPGW最大故障電流的計(jì)算精度,為其熱穩(wěn)定校驗(yàn)提供依據(jù)是個(gè)亟待解決的問題。論文著重對(duì)電力系統(tǒng)復(fù)

2、雜結(jié)構(gòu)輸電線路接地故障及此時(shí)OPGW的電流分布問題進(jìn)行建模計(jì)算和相關(guān)分析,其主要工作和研究成果如下。
　　 論文基于相分量法進(jìn)行OPGW分布電流計(jì)算模型及算法研究。
　　 模型研究。復(fù)雜結(jié)構(gòu)輸電線路的主要模型包括線路模型和終端模型兩部分,其模型的建立過程如下:(1)線路模型采用的是計(jì)及相線系統(tǒng)和地線系統(tǒng)的相互影響的擴(kuò)展相分量法,它是對(duì)相分量法的擴(kuò)展。擴(kuò)展相分量法把相線系統(tǒng)和地線系統(tǒng)合并建模,模型中的每基桿塔處,各導(dǎo)線都通

3、過一個(gè)虛擬電阻與桿塔相連,若導(dǎo)線與桿塔直接相連虛擬電阻為零,導(dǎo)線與桿塔絕緣虛擬電阻為無窮大。如此,調(diào)節(jié)虛擬電阻取值可描述桿塔的各種接線方式。(2)線路終端分為電源終端與負(fù)荷終端。電源終端采用基于相分量法的多端口戴維寧等值模型。負(fù)荷終端處假設(shè)其與外部系統(tǒng)沒有連接,為保證模型的統(tǒng)一性,在變電站出口至變壓器中性點(diǎn)段補(bǔ)全相線系統(tǒng),取該檔相線的自阻抗為無窮大。(3)對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu)輸電線路,根據(jù)線路結(jié)構(gòu)相同原則,把復(fù)雜線路分割成塊,全線由多個(gè)子區(qū)間構(gòu)

4、成,每個(gè)子區(qū)間根據(jù)桿塔的數(shù)量不同分為相應(yīng)的檔位。對(duì)每個(gè)子區(qū)間使用基于相分量法原理擴(kuò)展后的擴(kuò)展相分量法進(jìn)行建模計(jì)算,然后再把各塊通過交接點(diǎn)聯(lián)系起來合并計(jì)算,得到復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的OPGW故障電流計(jì)算的全模型。
　　 算法確定。根據(jù)擴(kuò)展相分量法建立的全線模型,數(shù)據(jù)量比網(wǎng)孔法大很多倍。為了克服這種缺點(diǎn),根據(jù)系數(shù)矩陣的塊三對(duì)角特性,論文采用“追趕法”化簡(jiǎn)求解,大大提高了計(jì)算速度,彌補(bǔ)了計(jì)算量大的不足。
　　 應(yīng)用與實(shí)例。(1)利用論文模

5、型對(duì)簡(jiǎn)單線路實(shí)例進(jìn)行分析可知:擴(kuò)展相分量法的計(jì)算結(jié)果與傳統(tǒng)的網(wǎng)孔法的計(jì)算結(jié)果的曲線走勢(shì)吻合良好,說明了擴(kuò)展相分量法的合理性;從其計(jì)算結(jié)果的對(duì)比可發(fā)現(xiàn),擴(kuò)展相分量法較傳統(tǒng)算法的OPGW故障電流值大10％左右。(2)論文采用擴(kuò)展相分量法和交接點(diǎn)的原理,對(duì)某非洲城網(wǎng)進(jìn)行相關(guān)分析與計(jì)算:對(duì)于某桿塔處故障,OPGW故障電流分析程序給予詳細(xì)的OPGW故障電流分布情況;程序?qū)崿F(xiàn)故障點(diǎn)自動(dòng)循環(huán)功能,能得到OPGW最大故障電流的分布曲線,根據(jù)曲線,容易得

6、到最嚴(yán)重情況下的故障電流分布。這為該城網(wǎng)的OPGW選型提供了參考依據(jù)。
　　 擴(kuò)展相分量法實(shí)現(xiàn)了地線系統(tǒng)和相線系統(tǒng)的統(tǒng)一運(yùn)算,避免了由于部門分工,忽略地線系統(tǒng)和相線系統(tǒng)相互影響等因素造成的OPGW最大故障電流的計(jì)算誤差;擴(kuò)展相分量法與交接點(diǎn)原理相結(jié)合,解決了復(fù)雜結(jié)構(gòu)輸電線路的OPGW故障電流分布計(jì)算研究;論文方法還可以得到在架空地線影響下的相線系統(tǒng)故障電流的分布情況;擴(kuò)展相分量法較傳統(tǒng)算法的OPGW故障電流值大,說明傳統(tǒng)算法的計(jì)