同桿并架雙回線路縱聯保護與選相技術研究.pdf

1、同桿并架雙回輸電線路以其輸電容量大、占用輸電走廊少，桿塔建設投資低等技術經濟優(yōu)勢，在我國電網中得到了廣泛采用。由于同桿并架線路導線數目多、雙回線之間距離近，其故障類型和故障暫態(tài)特性遠較普通單回線或平行雙回線復雜，傳統(tǒng)的線路保護難以滿足快速、可靠地切除同桿并架線路故障的應用要求。此外，同桿雙回線路輸送功率大，在發(fā)生跨線故障時，應盡量避免雙回線同時切除，以提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，從而對故障選相和自動重合閘方式提出了新的更高要求。迄今，雖然同桿

2、并架線路繼電保護的研究和應用已取得了長足進步，但由于同桿并架線路故障的復雜性，仍存在許多問題有待進一步的研究和探討。因此，深入開展同桿并架線路繼電保護技術的研究，對提高保護的性能和應用水平，保證電網的安全穩(wěn)定運行，具有非常重要的理論和現實意義。
　　 同桿并架線路保護的研究涉及諸多方面，其中距離縱聯保護、方向縱聯保護以及故障選相元件在實際應用中面臨的問題較為突出，也是同桿并架線路保護研究的重點。本文將主要圍繞上述問題展開課題研究

3、工作。
　　 論文首先對同桿并架雙回輸電線路保護的研究和應用現狀進行了分析，重點針對同桿并架線路保護中的距離元件、方向元件以及故障選相元件在實用中面臨的問題進行了評述和總結，在此基礎上，闡述了論文工作的重點和主要內容。
　　 鑒于同桿并架線路故障時電氣量的變化特性復雜，理論分析難度大，因此，構建模擬實際線路的仿真分析平臺是進行線路保護原理研究的重要手段。由于同桿并架線路六相線之間的互感參數存在明顯差異，傳統(tǒng)的基于序分量法

4、構建的輸電線路模型不再適用。本文以湖北省恩施～水布埡ⅠⅡ回500kV 輸電線路為原型，從桿塔和線路的結構參數入手，建立了同桿并架雙回輸電線路的數字仿真模型。該模型可以完整計及線路參數不對稱性的影響，更準確地模擬同桿并架線路發(fā)生故障后的電氣暫態(tài)過程。
　　 此外，根據線路保護特性研究的需要，在仿真平臺構建中，配置了故障點與故障類型控制模塊以及暫態(tài)仿真數據輸出模塊，以進行各種故障情況下電氣量的處理和保護原理的分析。論文系統(tǒng)介紹了同桿

5、并架線路仿真分析平臺的構建方法和設計要點。
　　 故障選相元件的性能對保護的動作行為和自動重合閘裝置的正確工作有著重要影響。同桿并架線路發(fā)生跨線故障時，由于保護裝置只能利用本線的三相電流和電壓信號，傳統(tǒng)的基于電流突變量、序電流分區(qū)加阻抗判斷的單回線故障選相方法不再適用，需采用新的選相方法。本文在對典型同桿并架故障選相元件的動作特性進行分析研究的基礎上，提出了一種新的故障選相方案。該方案首先根據故障電壓突變量信號和穩(wěn)態(tài)量信號確定故

6、障類型，然后根據所選出的故障類型，利用故障相電流大小和相位差以及阻抗方向等輔助判據綜合確定本線實際故障相別。仿真結果驗證了所提出的選相方案的有效性。
　　 距離保護應用于同桿并架線路時面臨的一個突出問題是，當發(fā)生跨線故障時，阻抗測量元件的計算結果與實際短路阻抗可能存在較大誤差，從而可能導致保護誤動或拒動。此外，由于兩回線之間間距小，零序互感較大，將對距離保護的性能造成很大影響。本文從同桿并架雙回線的故障特點入手，結合兩回線零序電

7、流的相位情況，分析了零序互感對接地距離保護的影響。同時針對跨線不接地故障這一同桿并架雙回線路特有的故障類型，分析了相間距離保護測量阻抗的變化點、存在的問題以及相應的解決方法。
　　 在縱聯方向保護中，傳統(tǒng)的零序和負序方向元件在簡單故障情況下可保證動作的正確性，但同桿并架雙回線的跨線故障屬復故障類型，因此，有必要對方向元件在跨線故障情況下的動作行為進行研究和分析。本文結合六序分量法和電流、電壓相量圖法，對零序方向元件和負序方向元件