基于分布參數(shù)模型的特高壓直流輸電線路保護(hù)和測距研究.pdf

1、高壓直流輸電線路作為大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線及大功率傳輸線,輸送距離遠(yuǎn),其安全性和可靠性將直接影響本系統(tǒng)及與其連接的區(qū)域電網(wǎng)甚至整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。直流輸電線路是直流系統(tǒng)故障率最高的元件,多為極對地故障,但線路保護(hù)的正確動作率僅50％左右,近一半的線路故障由控制系統(tǒng)響應(yīng)動作,造成線路不必要的停運(yùn);若不借助故障測距設(shè)備則難以查找直流輸電線路故障點(diǎn),因此研究高壓直流輸電線路的保護(hù)和測距方法具有重要意義。根據(jù)直流輸電線路故障后無穩(wěn)定的工頻量的特點(diǎn),

2、需要研究一種能夠利用故障暫態(tài)信號、適合于直流輸電線路保護(hù)和故障測距的方法。
　　本文搭建了特高壓直流輸電系統(tǒng)模型,通過正常運(yùn)行及多種故障的仿真結(jié)果表明,該數(shù)值仿真模型能準(zhǔn)確的反映直流輸電線路正常和暫態(tài)運(yùn)行特征。鑒于傳統(tǒng)線路模型的不足,本文采用一種考慮高階無窮小量的線路分布參數(shù)模型,該模型充分考慮了直流輸電線路的分布參數(shù)特性,能利用故障暫態(tài)過程的瞬時值進(jìn)行保護(hù)和測距算法的研究。
　　本文基于該分布參數(shù)模型提出一種直流輸電線路保

3、護(hù)算法。輸電線內(nèi)部無故障時(包括正常運(yùn)行和區(qū)外故障),由線路一端的電氣量根據(jù)該模型的高階微分方程推導(dǎo)得到的對端電流量與對端電流測量值基本相等;若線路內(nèi)部故障,則根據(jù)該模型的高階微分方程推導(dǎo)得到的對端電流量與對端電流測量值差異較大,本文利用這一差別區(qū)分線路內(nèi)部和外部故障。本文算法在原理上考慮了分布電容的影響,通過仿真與傳統(tǒng)的直流電流差動保護(hù)和貝瑞隆模型保護(hù)進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明該算法耐高阻能力強(qiáng),能較好的選擇故障極,提高了保護(hù)靈敏度。

4、r>　　本文基于該分布參數(shù)模型提出一種直流輸電線路單極接地故障測距方法。該方法將線路兩端的同步電壓、電流故障信息經(jīng)相模變換后,分別從線路兩端計(jì)算沿線1模電壓分布,并找到其差值最小時對應(yīng)的距離,該距離即為實(shí)際故障距離。通過設(shè)置不同的采樣頻率、接地點(diǎn)過渡電阻和故障位置,仿真結(jié)果表明本文測距方法測距精度基本不受接地點(diǎn)過渡電阻和故障位置的影響;與基于貝瑞隆模型的雙端測距算法進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明本文算法所需采樣頻率低,抗噪聲能力強(qiáng),測距結(jié)果更加