平行多回线路故障仿真及故障性质判定方法的研究

论文摘要

同塔多回输电线路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。同塔多回输电线路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。对同塔多回输电线而言,当重合于不同回线永久性跨线故障时,可能导致重合的不同回线全部跳闸,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,国内学着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闸,永久性故障时则闭锁重合闸,从而避免了重合于永久性故障给系统带来的不利影响。如果能在同塔多回输电线路自动重合闸之前准确判定故障性质,将对提高系统供电可靠性和运行的安全稳定行方面做出巨大的贡献。同塔多回输电线路除本回线间的耦合作用外,还存在不同回线间的耦合作用。本文通过对同塔四回线杆塔结构和线路架设方案的了解,研究了其线路参数的特征,并提出了同塔四回输电线路通用解耦方法,具有明确的物理意义,为同塔四回线故障分析及新继电保护原理的研究奠定了理论基础。编程计算及软件仿真也验证了该方法的正确性。同塔多回输电线路结构复杂,故障种类繁多,故障相电压变化复杂。本文给出了同塔四回输电线路电容耦合电压和电磁耦合电压的计算方法,并通过仿真验证了其正确性;对各种瞬时性及永久性故障相电压进行分析,得出其故障相电压变化特点,为四回线故障性质判定做了前期准备。同塔四回输电线路发生故障后,只跳开故障相,自动重合闸之前需判定故障性质。本文在充分研究同塔四回线故障相电压的基础上,利用四回线解耦算法及均匀传输线方程计算线路故障点处的电压,由于故障点电压对故障性质反映最明确,且受线路运行状态的影响最小,可以用来判别故障性质。理论分析和仿真验证均表明此方法具有较高的可靠性。针对不换位同塔四回线路,对故障点电压判定方法进行了深入研究,并根据实际线路对判据做出简化及修正,使其可以快速准确的判定不换位四回线故障性质。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 同塔多回输电线路及其故障性质判断方法的研究现状
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 同塔四回输电线解耦方法及序量特征
• 2.1 同塔四回线阻抗矩阵解耦方法
• 2.2 同塔四回线导纳矩阵解耦方法
• 2.3 各序量特征及物理意义
• 2.4 基于序分量的同塔四回线故障电流的精确计算
• 2.5 仿真验证
• 2.6 本章小结
• 第三章 同塔四回输电线各故障类型恢复电压分析
• 3.1 同塔四回线路电容耦合电压及电磁耦合电压的计算
• 3.2 同塔四回线路各种故障类型恢复电压分析
• 3.2.1 接地故障的恢复电压分析
• 3.2.2 不接地故障的恢复电压分析
• 3.3 本章小结
• 第四章 同塔四回输电线故障性质的判定
• 4.1 故障点电压求取方法
• 4.2 接地永久性故障判断方法
• 4.3 异名跨线永久性故障判断方法
• 4.4 同名跨线永久性故障和单回线内相间永久性故障判断方法
• 4.5 同塔四回输电线故障性质判断方法的仿真验证
• 4.5.1 IAG 接地故障
• 4.5.2 IABG 故障
• 4.5.3 IAIIAG 故障
• 4.5.4 IAIIBG 故障
• 4.5.5 IABIIIAG 故障
• 4.5.6 IABIIIAG 故障
• 4.5.7 IIIABIVBCG 故障
• 4.5.8 结论
• 4.6 本章小结
• 第五章 故障性质判定方法在相间不换位同塔四回线的应用
• 5.1 不换位四回线路模型及解耦分析
• 5.2 不换位四回线恢复电压分析
• 5.2.1 接地故障的恢复电压分析
• 5.2.2 不接地故障的恢复电压分析
• 5.3 不换位四回线故障性质判定
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 附录
• 附录 1 同塔四回输电线路参数
• 附录 2 同塔四回线故障相恢复电压仿真
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢