基于瞬態(tài)電場特征的超高壓電網(wǎng)過電壓識別方法研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的波形、幅值及持續(xù)時間各異的過電壓是發(fā)展高壓輸電需要研究的重要課題之一，其不僅關系輸變電設備絕緣強度的合理設計，而且直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行。在對國內外的停電事故分析中發(fā)現(xiàn)，電力系統(tǒng)過電壓引起的電網(wǎng)事故故障率較高，電氣設備絕緣破壞時有發(fā)生。因此，對過電壓進行在線監(jiān)測、通過分析監(jiān)測數(shù)據(jù)識別過電壓類型并及時采取相應的措施抑制過電壓，對提高電力系統(tǒng)運行可靠性具有重要意義。
　　 在對過電壓進行抑制的過程中，在線監(jiān)測裝

2、置獲得的過電壓數(shù)據(jù)的準確性直接關系到過電壓類型識別的結果和抑制措施的有效選取，因此過電壓信號的在線監(jiān)測是過電壓類型識別和抑制的基礎，也是難點所在。目前，在110kV及以下電壓等級的電網(wǎng)中，過電壓信號的獲取通常是通過與電網(wǎng)一次設備有直接電氣連接的過電壓在線監(jiān)測方式實現(xiàn)的。這種監(jiān)測方式雖然能夠獲得較為準確的過電壓數(shù)據(jù)，但監(jiān)測裝置長期并聯(lián)于電網(wǎng)會出現(xiàn)發(fā)熱問題，容易形成安全隱患，危及整個電網(wǎng)的安全?；谝陨显?，傳統(tǒng)的“接觸式”過電壓監(jiān)測方法已

3、經(jīng)不再適用于對安全性要求更高的220kV及以上電壓等級的電網(wǎng)過電壓的監(jiān)測。
　　 作為電能輸送的主干網(wǎng)絡和連接區(qū)域電網(wǎng)的紐帶，500kV電網(wǎng)的安全運行至關重要。對于500kV電網(wǎng)過電壓的在線監(jiān)測，應當在保證過電壓信號采集準確性的同時，將監(jiān)測裝置對電網(wǎng)安全的影響降至最低，使監(jiān)測裝置的引入不至于成為電網(wǎng)的安全隱患。基于以上分析，500kV電網(wǎng)過電壓信號的獲取應盡量通過與一次設備沒有直接電氣連接的“非接觸”方式實現(xiàn)。因此，如何實現(xiàn)50

4、0kV電網(wǎng)過電壓的在線監(jiān)測、利用監(jiān)測數(shù)據(jù)進行過電壓類型識別是開展500kV電網(wǎng)過電壓抑制工作的關鍵難點。
　　 本文在大量查閱相關文獻的基礎上，基于時域有限差分法，建立了瞬態(tài)電場計算模型，計算了雷電過電壓、接地故障以及分合閘操作在變電站內產(chǎn)生的瞬態(tài)電場，結合小波分析和傅里葉變換對瞬態(tài)電場的特征參量進行了提取。在此基礎上，采用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡構建了基于瞬態(tài)電場特征的過電壓分類識別系統(tǒng)。通過本文的研究，主要得到的結論有：
　　

5、 （1)利用MATLAB平臺，建立了基于時域有限差分法的瞬態(tài)電場計算模型，在建立模型時考慮了不同相導線電壓產(chǎn)生的電場的相互迭加，使得計算模型更接近實際變電站內的電磁環(huán)境，利用該模型計算了雷電過電壓(繞擊和反擊)、投電容器組過電壓、合空載線路過電壓、單相接地故障及投切空載變壓器等幾種典型過電壓在變電站產(chǎn)生的瞬態(tài)電場，并對瞬態(tài)電場進行了頻譜估計。分析結果表明：不同類型的過電壓產(chǎn)生的瞬態(tài)電場的頻譜形狀及主頻率分布均具有明顯的差別；