基于電流相位比較原理的站域保護(hù)研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，智能變電站的應(yīng)用也將越來(lái)越廣泛，它解決了傳統(tǒng)階梯式后備保護(hù)很多問(wèn)題，比如整定困難，延時(shí)長(zhǎng)等。在對(duì)智能變電站構(gòu)建方案以及相應(yīng)保護(hù)算法的研究上，國(guó)內(nèi)學(xué)者主要針對(duì)集中式保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的探索，利用智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)全站各種信息共享的優(yōu)勢(shì)來(lái)對(duì)變電站站域式保護(hù)進(jìn)行優(yōu)化。傳統(tǒng)電流相差高頻保護(hù)憑借能抵御系統(tǒng)振蕩、在系統(tǒng)非全相運(yùn)行狀態(tài)下也能正常工作、構(gòu)造精簡(jiǎn)、不需要采集電壓等方面的優(yōu)勢(shì)，一直作為超高壓輸電線路的主保護(hù)。因此

2、，將電流相位比較原理應(yīng)用于變電站站域保護(hù)當(dāng)中，利用相差保護(hù)的優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)一步提高站域保護(hù)的“四性”是有理論和現(xiàn)實(shí)意義的?；谶@些原因，本文利用分相電流突變量相位和序電流相位比較原理，對(duì)站域保護(hù)的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行深入研究。
　　文章首先簡(jiǎn)述了智能電網(wǎng)、智能變電站的歷史以及發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)比了各國(guó)的進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)各國(guó)雖然對(duì)智能電網(wǎng)研究的側(cè)重不同，但是對(duì)于電網(wǎng)性能的描述以及對(duì)其追求目標(biāo)是相同的，即建設(shè)安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟(jì)的新型電網(wǎng)。本文介紹了國(guó)內(nèi)外

3、學(xué)者對(duì)站域保護(hù)的研究現(xiàn)狀，包括集中式保護(hù)、分布式保護(hù)以及站域保護(hù)算法；總結(jié)了近年來(lái)國(guó)內(nèi)對(duì)變電站智能化技術(shù)的工程應(yīng)用現(xiàn)狀：對(duì)于220kV等級(jí)以上變電站，不對(duì)其進(jìn)行過(guò)程層改造，而對(duì)間隔層以上應(yīng)用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模式；對(duì)于低于220kV電壓等級(jí)的情況，則將IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模式應(yīng)用到過(guò)程層及以上。
　　其次，本文在分析傳統(tǒng)后備保護(hù)的缺陷；介紹現(xiàn)有數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；研究適用于變電站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了分電壓等級(jí)獨(dú)立配

4、置保護(hù)的變電站站域保護(hù)構(gòu)建方案，即保留一套傳統(tǒng)主保護(hù)，配置兩套站域主后備保護(hù)。同時(shí)，采用雙星型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)了針對(duì)不同電壓等級(jí)的站域保護(hù)系統(tǒng)過(guò)程層組網(wǎng)方案。
　　本文簡(jiǎn)述了傳統(tǒng)相差高頻原理并分析其優(yōu)缺點(diǎn)，具體研究了應(yīng)用分相?I、序電流相位比較原理在變電站中線路、母線、變壓器的方案和可行性，從而提出了利用電流相位比較原理的站域保護(hù)方案。研究了一種新的原理實(shí)現(xiàn)方式，即利用捕捉正弦波起始點(diǎn)從而確定斷路器采集到的電流相位關(guān)系的方法來(lái)計(jì)算相應(yīng)電流

5、的相位差。提出了站域保護(hù)的跳閘策略并針對(duì)變電站特殊問(wèn)題，如拓?fù)渥R(shí)別、TA飽和、變壓器勵(lì)磁涌流、斷路器失靈，提出了此原理的解決方案。
　　最后，文章利用PSCAD/EMTDC建立變電站拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行仿真研究，以Visual Studio為程序開(kāi)發(fā)平臺(tái)，編寫(xiě)C++和Fortran代碼，嵌入PSCAD/EMTDC仿真平臺(tái)，與構(gòu)建的電力系統(tǒng)模型一起，構(gòu)成與實(shí)際保護(hù)運(yùn)行特性一致的仿真平臺(tái)。通過(guò)仿真單點(diǎn)故障、斷路器失靈、通訊失靈等狀