同杆双回线自适应重合闸的研究

论文摘要

同杆并架双回线作为一种占用输电走廊窄、输送容量大的输电技术在我国超高压电网中得到了越来越多的应用。同杆双回线的自动重合闸大多沿用单回线的常规重合闸方式,因此不可避免的会出现重合于永久性故障相的情况。对同杆双回线而言,当重合于两回线间永久性跨线故障时,可能会导致两回线全部跳开,重合闸闭锁,这将对系统运行的稳定性造成极大的危害。针对常规自动重合闸的上述缺陷,国内学者提出单回线自适应自动重合闸的概念,即在重合前对跳开相故障性质预先判断,瞬时性故障时允许重合,永久性故障则闭锁重合闸,从而避免了重合于故障给系统带来的不利影响。如果能够将自适应重合闸原理应用于同杆并架双回线上,其对提高系统供电可靠性和运行的安全稳定性的贡献是毋庸置疑的。同杆并架双回线并联运行时,其中的几相因短路故障跳开后,仍然可能存在多个异名非故障相。本文通过对同杆双回线在不同跳闸方式下传输能力的研究,提出了同杆双回线最优跳闸方案,该方案可以最大程度的保留双回线跳闸后的传输能力,抑制系统的不对称分量,提高系统的稳定裕度,为重合闸等自动装置的成功动作创作了条件。软件仿真和动模实验也验证了本方案的正确性。同杆并架双回线允许重合闸的前提是切除故障后至少有两个异名相健全。因此在发生多相短路故障后,会出现需要对多个跳开相进行重合的情况。本文通过理论推导,指出故障点处的电气量对故障性质的反映最为明显,受线路运行状态的影响最小,并据此提出了基于故障点电压幅值特征的同杆并架双回线自适应重合闸判据和重合闸策略。该方法较好的解决了对不同故障类型下的跳开相故障性质进行自适应判定的问题,理论分析和仿真都表明本方法判断结果受衰减周期分量的影响很小,具有较高的可靠性。线路长度较长或者分布电容较大时,根据集中参数模型计算得到的电气量数值与实际值之间存在较大的误差,本文给出了基于均匀传输线模型的故障点电压和瞬时性故障下跳开相工频耦合电压的计算方法,该方法从原理上克服了分布电容所带来的影响,具有很高的精度,将其应用于上述保护和重合闸判据的计算将有助于提高判据的可靠性和灵敏性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 同杆双回输电线自适应重合闸的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 同杆双回线短路故障最优跳闸方案的研究
• 2.1 同杆双回线故障及非全相运行时传输容量的分析
• 2.1.1 同杆双回线的故障序网
• 2.1.2 双回线正常运行时系统最大传输容量的计算
• 2.1.3 双回线故障状态下系统最大传输容量计算
• 2.1.4 双回线非全相运行状态下系统最大传输容量计算
• 2.1.5 双回线非全相运行状态下最大传输容量的实用计算方法
• 2.2 同杆双回线的最优跳闸方案
• 2.3 仿真验证
• 2.3.1 对单机——无穷大系统的仿真
• 2.3.2 对多机系统的模拟
• 2.4 本章小结
• 第三章 同杆双回线单相自适应重合闸的研究
• 3.1 一回线单相接地故障的电压分析
• 3.1.1 跳开相电容耦合电压的分析
• 3.1.2 跳开相电磁耦合电压的分析
• 3.1.3 衰减周期分量的分析
• 3.2 基于故障点电压特征的单相自适应重合闸判据
• 3.2.1 衰减周期分量对判据的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 同杆双回线多相不对称故障的自适应重合闸研究
• 4.1 多相瞬时性故障下跳开相的电压分析
• 4.1.1 电容耦合电压的计算
• 4.1.2 电磁耦合电压的计算
• 4.1.3 衰减周期分量的分析
• 4.2 永久性接地故障时各跳开相电压的分析
• 4.2.1 各跳开相的电容耦合电压
• 4.2.2 多相永久性接地故障的电磁耦合电压
• 4.2.3 多相接地故障的故障性质判定方法
• 4.3 多相线间故障性质的判断
• 4.4 衰减周期分量对上述判据的影响
• 4.5 本章小结
• 第五章 基于均匀传输线模型的故障相电压计算方法
• 5.1 基于贝瑞隆模型的故障点电压计算
• 5.1.1 无损传输线模型简介
• 5.1.2 有损单相传输线的计算模型
• 5.1.3 耦合传输线的贝瑞隆模型和故障点电压计算
• 5.2 基于长线方程的瞬时性故障相工频耦合电压计算
• 5.2.1 均匀传输线的工频模型
• 5.2.2 瞬时性故障时跳开相的工频耦合电压计算
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 附录
• 附1 不同运行方式下双回线的最大传输容量
• 附2 同杆双回线算例系统及参数
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢