輸電線路快速距離保護(hù)研究.pdf

1、距離保護(hù)在高壓、超高壓和特高壓系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，提高距離保護(hù)性能對保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定具有重要意義。超、特高壓輸電線路電容式電壓互感器（CVT）暫態(tài)過程、大型風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)帶來的復(fù)雜故障特性等因素致使實(shí)現(xiàn)距離保護(hù)的快速可靠動作面臨了一系列新的問題。
　　輸電線路等傳變距離保護(hù)算法可以克服 CVT暫態(tài)特性的影響，其快速、準(zhǔn)確的測距性能對故障選相的速度提出了更高的要求。基于等傳變距離保護(hù)算法，根據(jù)不同的故障類型可建立單相、相間故障對

2、應(yīng)的6種輸電線路微分方程組。分析了故障類型與求解線路微分方程組最小二乘擬合誤差的相互關(guān)系，與故障類型一致的微分方程組的最小二乘擬合誤差較小，而其它微分方程組將出現(xiàn)較大的最小二乘擬合誤差。提出了檢測不同類型故障下求解微分方程組最小二乘擬合誤差相對大小的選相方法。仿真計(jì)算表明，該方法可實(shí)現(xiàn)快速選相，典型選相速度為5~6ms，不受故障位置及過渡電阻的影響，且適用于弱電源系統(tǒng)，可靠性高。
　　風(fēng)電系統(tǒng)復(fù)雜的故障暫態(tài)特性對傳統(tǒng)工頻量距離保護(hù)

3、的動作性能造成了嚴(yán)重影響，亟需研究適用于風(fēng)電場送出線的快速距離保護(hù)算法。建立了大型雙饋風(fēng)電場接入電網(wǎng)的PSCAD/EMTDC等值模型，具備低電壓穿越（LVRT）能力的雙饋風(fēng)電場送出發(fā)生故障后，故障電壓、電流產(chǎn)生了大量諧波，且撬棒保護(hù)（crowbar）的投入使得風(fēng)電場側(cè)保護(hù)測得的故障電壓與故障電流主要頻率分量不一致，故障電流主頻率為故障前風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速頻率。基于等傳變理論，提出了適用于雙饋風(fēng)電場送出線的快速距離保護(hù)算法，包括故障點(diǎn)電壓重構(gòu)、

4、低通濾波處理、求解線路微分方程等三個(gè)主要環(huán)節(jié)。仿真結(jié)果表明，送出線不同位置處發(fā)生不同類型故障時(shí)，等傳變距離保護(hù)算法均可以克服風(fēng)電場故障電壓、電流暫態(tài)特性的影響，實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確測距，其性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的傅氏算法。
　　采用正序電壓極化的傳統(tǒng)相間距離繼電器在雙饋風(fēng)電場送出線發(fā)生三相故障時(shí)將失去準(zhǔn)確判斷故障方向的能力，因此需研究新型的方向元件。分析了傳統(tǒng)方向元件的動作特性，雙饋風(fēng)電場送出線發(fā)生三相故障時(shí)，若保護(hù)測量的短路電流是由系統(tǒng)側(cè)提

5、供的，那么傳統(tǒng)方向元件均可以正確動作，反之，若保護(hù)測量的短路電流是由風(fēng)機(jī)側(cè)提供的，那么傳統(tǒng)方向元件將不能獲得正確、穩(wěn)定的判斷結(jié)果。在此基礎(chǔ)上提出了適用于風(fēng)電場送出線的方向元件新判據(jù)，系統(tǒng)側(cè)保護(hù)采用正方向判據(jù)，風(fēng)機(jī)側(cè)保護(hù)采用反方向判據(jù)，通過延時(shí)確認(rèn)故障的方向。仿真結(jié)果表明，采用方向元件新判據(jù)后，在送出線不同位置發(fā)生三相故障時(shí)，線路兩側(cè)的保護(hù)均能實(shí)現(xiàn)故障方向的正確判斷，出口時(shí)間為30ms。
　　此外，對全文所做工作進(jìn)行了總結(jié)，并指明了