基于自由振蕩頻率的高壓輸電線路保護(hù)原理研究.pdf

1、分布電容較大是超高壓長距離輸電線路典型的線路特點(diǎn)。線路故障后,由于分布電容、電感儲存的能量會在分布電容和線路電感之問交換,從而產(chǎn)生一系列的高頻分量,此分量由無窮多個不同頻率的分量成分組成,即自由振蕩頻率分量。通過理論分析,故障后該分量一定存在,在研究保護(hù)原理時此分量的影響不能忽略。自由振蕩頻率的存在將影響到工頻電氣量的波形和相位發(fā)生畸變,從而對經(jīng)典的工頻量保護(hù)產(chǎn)生不利的影響,使傳統(tǒng)工頻量保護(hù)在可靠性和快速性之間產(chǎn)生矛盾,需要設(shè)法予以濾除

2、或予以抑制。由于自由振蕩頻率分量中包含了很多有用的故障信息,因此基于自由振蕩頻率分量的保護(hù)研究具有一定必要性和可能性。本文主要利用自由振蕩頻率分量的頻譜特征構(gòu)造保護(hù)判據(jù),并探索快速提取自由振蕩頻率分量的方法。論文的主要內(nèi)容和成果如下:
　　 理論分析自由振蕩頻率特點(diǎn),推導(dǎo)自由振蕩主頻與次主頻的表達(dá)式及影響因素。在線路等效模型的基礎(chǔ)下,推導(dǎo)分析自由振蕩主頻、自由振蕩次主頻等分量的頻譜特點(diǎn),并討論了不同因素對自由振蕩主頻與次主頻分量

3、的影響。
　　 應(yīng)用一種新的方法近似推導(dǎo)出超高壓長距離輸電線路自由振蕩主頻的表達(dá)式以及主頻范圍。自由振蕩頻率的主頻是隨著故障點(diǎn)的位置不同而發(fā)生一定的變化。故障點(diǎn)距離電源越近,自由振蕩主頻越高;故障點(diǎn)距離電源越遠(yuǎn),自由振蕩主頻越低。運(yùn)用繼電保護(hù)中經(jīng)常采用的假設(shè)“阻抗角相等”,推導(dǎo)得出自由振蕩角頻率的表達(dá)式,并推導(dǎo)、驗(yàn)證了自由振蕩主頻存在于一定范圍內(nèi)。這種方法具有更好的理論依據(jù),概念更加清晰,可以簡便地估算出自由振蕩主頻的大小,實(shí)現(xiàn)

4、了對主要暫態(tài)分量的理論分析。而且還可以將這種新的推導(dǎo)方法應(yīng)用于接入并聯(lián)電抗器等場合的暫態(tài)分析中。
　　 提出了一種基于線路一側(cè)自由振蕩頻率分量的頻差保護(hù)判據(jù)。通過對故障后電流頻譜進(jìn)行分析,確定單側(cè)保護(hù)安裝處的自由振蕩頻率主頻與次主頻,根據(jù)區(qū)內(nèi)、外故障時,保護(hù)安裝處自由振蕩頻率主頻與次主頻的頻差差異,區(qū)分區(qū)內(nèi)、外故障。該方案僅利用線路一側(cè)量信息,不存在同步問題,并能保證線路出口處可靠快速動作,可以作為線路出口處可靠動作的保護(hù)判據(jù)。

5、
　　 提出一種基于自由振蕩主頻比值的線路保護(hù)判據(jù)。對故障后的電流進(jìn)行頻譜分析,確定線路兩側(cè)保護(hù)安裝處的自由振蕩主頻,然后利用兩側(cè)自由振蕩主頻的比值關(guān)系,通過比較區(qū)內(nèi)、外故障時此比值的差異,確定區(qū)內(nèi)、外故障。該保護(hù)判據(jù)不受振蕩的影響。
　　 本文簡要地?cái)⑹隽薖rony算法在提取自由振蕩頻率方面的應(yīng)用。僅利用半個周期的數(shù)據(jù)即可提取出較準(zhǔn)確的自由振蕩頻率,此方法可以快速地提取故障后的自由振蕩頻率分量,為基于自由振蕩頻率的保護(hù)