同桿雙回輸電線路故障計(jì)算方法及故障定位的研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路的應(yīng)用日益增多，這有助于提高線路的輸電能力和輸電走廊的利用率，具有十分重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。然而，該型輸電線路線路之間的距離較小，線路之間的耦合必須予以考慮；線路既可以運(yùn)行在同電壓等級(jí)又可以運(yùn)行在不同電壓等級(jí)，線路的參數(shù)可能不對(duì)稱；而且線路的故障種類繁多且復(fù)雜。這些因素使得不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路在故障分析以及故障定位的研究上面臨巨大挑戰(zhàn)。論文針對(duì)上述問題，分別在該型輸電線路全程同

2、桿運(yùn)行以及非全程同桿運(yùn)行情況下，對(duì)該型線路的故障分析和故障定位進(jìn)行了研究和論述。
　　首先根據(jù)不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路的特點(diǎn)，給出了該型輸電線路在全程同桿運(yùn)行和非全程同桿運(yùn)行兩種情況下的線路模型，利用相序變換對(duì)這兩種模型進(jìn)行了解耦分析，得到該型線路完全解耦的正序分量、負(fù)序分量以及存在耦合的零序分量。為了便于分析研究，給出了該型線路的一般故障模型，并介紹了疏松耦合變壓器理論，分析了疏松耦合變壓器二次側(cè)不同負(fù)載情況下的電壓和電流關(guān)

3、系，得到了其輸入阻抗和等效導(dǎo)納回路。
　　針對(duì)該型輸電線路的單回線故障，提出基于疏松耦合變壓器零序解耦模型對(duì)該型線路進(jìn)行零序解耦，建立零序等值電路的方法。并推導(dǎo)出零序網(wǎng)絡(luò)解耦后的零序等值阻抗的表達(dá)式，最后利用對(duì)稱分量法對(duì)線路的故障進(jìn)行計(jì)算分析，從而解決了不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路在發(fā)生單回線故障時(shí)的故障計(jì)算分析問題。對(duì)于非全程同桿運(yùn)行的線路，利用基于上述零序解耦模型的故障分析方法，完成了對(duì)其同桿段以及非同桿段單回線故障的研究分析

4、。利用PSCAD/EMTDC搭建該型輸電線路模型對(duì)各種故障進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，結(jié)果表明該方法用于線路的單回線故障計(jì)算時(shí)具有較高的計(jì)算精度。
　　針對(duì)不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路復(fù)雜的跨線故障，提出利用疏松耦合變壓器零序解耦模型建立線路零序網(wǎng)絡(luò)等值電路的方法，并結(jié)合復(fù)合序網(wǎng)圖以及故障邊界條件完成跨線故障的分析計(jì)算。分析了雙回輸電線路跨線故障的組合形式，總結(jié)了在跨線接地故障和跨線不接地故障情況下的6種典型故障形式。根據(jù)對(duì)故障的分析，給出了

5、該型線路跨線故障的一般邊界條件和復(fù)合序網(wǎng)圖的連接方式，可以方便的得到任意跨線故障的邊界條件以及復(fù)合序網(wǎng)圖，進(jìn)而完成跨線故障的計(jì)算。利用給出的邊界條件和復(fù)合序網(wǎng)圖的連接方式分析了這6種典型故障通用的邊界條件和復(fù)合序網(wǎng)圖，并進(jìn)行了故障分析。本文所提的該型輸電線路跨線故障的分析方法適用于兩回線路參數(shù)不同的情況，也適用于非全程同桿雙回輸電線路的跨線故障分析。PSCAD/EMTDC仿真表明，利用該方法進(jìn)行的跨線故障計(jì)算具有很高的計(jì)算精度，同時(shí)該方

6、法物理意義明確具有較好的實(shí)用性。
　　不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路發(fā)生單回線故障時(shí)傳統(tǒng)故障定位方法無法對(duì)其進(jìn)行精確故障定位。針對(duì)此問題，提出了一種基于故障線路單端電氣量進(jìn)行故障定位的方法，該方法只需要知道故障線路單端的電壓電流量，利用疏松耦合變壓器零序解耦模型消去故障線路的對(duì)側(cè)電流并消除了相鄰線路耦合對(duì)故障定位的影響，具有較高的故障定位精度，仿真計(jì)算驗(yàn)證了該方法的正確性。而基于單端量的故障定位方法易受對(duì)側(cè)系統(tǒng)阻抗影響，對(duì)此引入對(duì)側(cè)

7、的電氣量，提出了利用故障線路雙端信息量，結(jié)合故障序網(wǎng)圖以及故障邊界條件構(gòu)造相應(yīng)的故障定位函數(shù)，進(jìn)而完成精確故障定位的方法。該方法利用故障線路雙端的電流量以及一端的電壓量，并結(jié)合該型線路自身特點(diǎn)完成零序網(wǎng)絡(luò)的解耦。根據(jù)不同故障類型下的故障邊界條件，可以構(gòu)造出適應(yīng)該型故障的故障定位方程，從而完成不并列運(yùn)行的同桿雙回輸電線路的故障定位。利用該方法構(gòu)造的故障定位方程，從原理上避免了過渡電阻和對(duì)側(cè)系統(tǒng)阻抗的影響，仿真結(jié)果表明該方法具有較高的精度，