同塔四回输电线路继电保护方案配置及应用研究

论文摘要

近几年随着城市建设的发展,甚至新建线路都要在已有老线路上进行拆改,同杆四回线的设计建设逐渐增多。同塔多回输电可以解决线路走廊匮乏问题,是有效利用线路走廊用地、提高输电容量、降低电力建设成本的一种有效方法。但是,在同塔四回输电中,由于四回线路间存在互感,以及存在异常复杂的跨线故障,给故障分析、保护方案配置以及整定计算都带来了很大的挑战。对于同塔多回输电问题,国内外公开发表的文献仅局限于同塔双回问题。其中,最重要的理论成果是同塔双回线路的六序分量模型。另外,在同塔双回的微机保护算法及方案研究等方面,也很少有文献发表。本文是作者在硕士生研究期间在500千伏同塔四回输电线路继电保护关键技术方面科研的总结,主要包括以下内容:(1)研究分析分相差动保护在同塔四回输电线路中的应用及特性。在超高压长线路中,分相电流差动保护的应用主要受到负荷电流和分布电容电流的影响。对于同杆架设四回线,故障时只切除故障相对于系统的暂态稳定和持续供电都是十分有利的,分相差动保护具有天然的选线选相功能和全线速动的能力,所以作为同杆四回线输电线路的主保护是具有优势,无疑是主保护的第一选择方案。(2)根据同杆四回线的结构形式,提出在参数相同的两条线路分别装设横联方向差动保护装置的方案。并以线路参数和结构为依据,对同杆四回线的各种故障作了简单归类。由于同杆四回线的横差保护仍采用与同杆并架双回线相同的接线方式,因此除了部分同名相跨线故障不能识别外,其他大部分故障类型均能反应,是对电流纵差动保护的有效补充。仿真计算结果证明了该方案的有效性。(3)论文利用仿真软件对目前在市场上占主流地位的接地距离保护方案和近年来提出的一些新方案进行了仿真研究。研究结果表明,对单相接地故障,多相补偿接地距离继电器和四边形特性接地距离继电器抗干扰能力强,但对过渡电阻的反应能力不理想,突变量阻抗继电器的保护动作性能与其他保护方案相比较为稳定。对于反应相间故障的继电器,负序电抗继电器的性能比较优异,但需要采取其他措施来进行配合使用。根据仿真分析的结论,提出了距离保护的方案配置。论文最后对上述研究成果进行了总结,提出了进一步研究的方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 继电保护发展历史与现状
• 1.3 同塔四回输电线路继电保护的一些特殊问题
• 1.4 论文的主要工作和章节安排
• 第二章 同杆四回线分相差动保护的研究
• 2.1 概述
• 2.2 差动判据和电容电流补偿方案
• 2.2.1 差动保护的原理
• 2.2.2 各种电容电流补偿方案的分析
• 2.3 单回线分布电容电流对分相差动的影响
• 2.4 同杆四回线中分相差动保护的分析
• 2.4.1 双端电源系统
• 2.4.2 单端电源系统
• 2.4.3 仿真结果分析
• 第三章 横联方向差动保护的应用
• 3.1 横联方向差动保护
• 3.2 横联方向差动保护在四回线中的应用
• 3.3 提高可靠性的措施
• 3.4 仿真试验
• 第四章 几种距离保护方案的性能分析
• 4.1 概述
• 4.2 零序电抗继电器
• 4.3 突变量阻抗继电器
• 4.4 四边形特性接地方向阻抗继电器
• 4.5 故障分量电抗继电器
• 4.6 反应接地故障的多相补偿阻抗继电器
• 4.7 含双端电源的相间故障保护
• 4.7.1 正序电压为极化量的相间方向阻抗继电器
• 4.7.2 低压方向阻抗继电器
• 4.7.3 以工作电压交叉极化的相间方向阻抗继电器
• 4.7.4 负序电抗继电器
• 4.7.5 工频变化量相间方向阻抗继电器
• 4.7.6 四边形特性相间方向阻抗继电器
• 4.8 结论
• 第五章 全文总结
• 5.1 全文总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者在攻读硕士学位期间撰写的主要论文