輸電線路積分型行波方向縱聯(lián)保護(hù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)對(duì)電力負(fù)荷需求的強(qiáng)勁增長(zhǎng)，西電東送、南北互供、全國(guó)聯(lián)網(wǎng)工程的實(shí)施，一個(gè)超大規(guī)模互聯(lián)電網(wǎng)正逐步形成。大容量遠(yuǎn)距離輸電、大規(guī)?；ヂ?lián)電網(wǎng)的安全保障和防御體系是電力工作者當(dāng)前面臨的新挑戰(zhàn)。作為骨干網(wǎng)架的超、特高壓輸電線路，對(duì)繼電保護(hù)的快速性、可靠性和靈敏性等指標(biāo)提出了更高的要求。在基于工頻量的繼電保護(hù)其動(dòng)作速度已接近極限的情況下，行波保護(hù)由于具有極快的故障檢測(cè)能力而備受關(guān)注，但其低可靠性的缺點(diǎn)始終制約著保護(hù)裝置的研發(fā)。為此，本課題旨在保

2、持行波保護(hù)快速的故障檢測(cè)能力的同時(shí)，提出了一種高可靠性的積分型行波方向保護(hù)原理并圍繞該原理保護(hù)進(jìn)行了相關(guān)技術(shù)的研究。論文所做主要工作如下： （1）提出了一種積分型行波方向保護(hù)判據(jù)。該原理判據(jù)利用故障發(fā)生后正反向行波在一定時(shí)間內(nèi)的恒定關(guān)系，構(gòu)造積分判據(jù)，并以二者比值大小作為識(shí)別故障方向的依據(jù)。500kV和1000kV兩種電壓等級(jí)的仿真數(shù)據(jù)表明該原理保護(hù)能夠適用任何線路或母線結(jié)構(gòu)，故障初始條件對(duì)保護(hù)判據(jù)的性能幾乎沒(méi)有任何影響，解決了只

3、利用初始行波波頭的極性或幅值關(guān)系而導(dǎo)致傳統(tǒng)行波方向保護(hù)低可靠性和靈敏度不足問(wèn)題。對(duì)于中短距離的輸電線路，保護(hù)具有極快的故障方向判別速度。而對(duì)于遠(yuǎn)距離的輸電線路，由于積分窗口的加大，判別速度有所降低。分析表明對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電線，可通過(guò)調(diào)整積分時(shí)間，提高判別速度。仿真結(jié)果驗(yàn)證了利用一半的時(shí)間窗，保護(hù)判據(jù)的性能不受影響。 （2）在分析雷擊未造成故障、雷擊造成故障和一般短路故障暫態(tài)波形特征的基礎(chǔ)上，提出了一種基于暫態(tài)電流波形積分的雷擊干擾與

4、故障的識(shí)別判據(jù)。針對(duì)不同的雷擊情形和故障條件，仿真分析表明該判據(jù)能夠快速、正確地識(shí)別雷擊干擾和短路故障，是一種簡(jiǎn)單、易行的識(shí)別方法。另外，論文分析了斷路器合閘和分閘操作產(chǎn)生行波信號(hào)的機(jī)理，并根據(jù)高壓輸電線路電壓互感器一般安裝于線路側(cè)的現(xiàn)狀，提出可利用積分型行波幅值比較式方向判據(jù)對(duì)擾動(dòng)源的方向進(jìn)行判別。對(duì)開(kāi)關(guān)操作的仿真結(jié)果表明，積分型方向識(shí)別判據(jù)能夠正確判定開(kāi)關(guān)操作的方向。 （3）針對(duì)電容式電壓互感器（CVT）不能有效傳變暫態(tài)高頻電

5、壓信號(hào)的缺陷，利用CVT套管末屏電容設(shè)計(jì)出串、并聯(lián)諧振回路，進(jìn)而提取電壓行波信號(hào)。利用仿真模型檢驗(yàn)了提取電路對(duì)不同頻率信號(hào)、不同故障接地電阻、不同故障初始角的輸出響應(yīng)。理論分析和仿真結(jié)果表明該方法能夠有效地抑制工頻分量，正確地反應(yīng)暫態(tài)電壓行波信號(hào)，解決了行波保護(hù)和行波故障定位中電壓行波信號(hào)提取的技術(shù)難題。 （4）基于以上研究，設(shè)計(jì)了一套積分型行波方向縱聯(lián)保護(hù)的構(gòu)成方案。對(duì)方案中的重要組成部分，如啟動(dòng)元件、故障選相元件、故障方向判別