超高压输电线路光纤分相电流差动保护的研究

论文摘要

基于光纤的数字式分相电流差动保护,已成为输电线路理想的主保护。但在实际运行中尚存在一些问题,如CT饱和、负荷电流、分布电容电流及双端数据同步等问题,都可能使保护误动或闭锁。文章针对目前光纤电流差动保护在实际运行中所面临的几个问题进行了分析,特别对分布电容电流和双端数据同步展开了研究。对国内外几种典型动作判据进行了总结。针对CT饱和的问题,深究了产生它的原因,并指出光电式电流互感器可以解除这一瓶颈。对重负荷下负荷电流对差动保护的影响,基于故障分量的差动保护可以有效的避免其影响,但故障分量存在时间短且较难提取。针对超高压长线路分布电容电流的影响,特别是对T接线路有无并联电抗器补偿进行了分析计算并进行了仿真,得出时域暂态补偿优于稳态补偿,但在空载合闸等情况下仍无法完全补偿。针对双端数据同步,引入装置“时钟差”的概念,以传统的“乒乓对时”为主,辅助以电气量对时,可以解决由于双端保护收、发数据延时不同,引起差动保护产生不平衡差流甚至保护误动的问题。基于贝瑞隆线模法的分相电流差动保护,通过比较同侧电流量而非异侧电流量,从模型上克服了分布电容电流的影响；采样值差动保护具有动作速度快、计算量小的优点,且具有“天然的”抗CT饱和的能力；而基于贝瑞隆模型的采样值差动保护兼具了两者的优点,文章分单相与三相进行了详细的推导计算,对一些典型故障作了仿真验证,证明了此判据的有效性与优越性。最后,对全文内容进行了总结,并对下一步的工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景和意义
• 1.2 输电线路电流差动保护的发展历史与现状
• 1.3 我国光纤通信网的现状
• 1.4 论文的主要工作
• 1.5 本章小结
• 第2章 光纤电流纵联差动保护原理
• 2.1 引言
• 2.2 光纤保护的基本原理
• 2.3 电流向量差动保护的实现
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 不平衡电流的影响及对策
• 2.4 差动保护动作判据的分析
• 2.5 故障分量电流差动保护
• 2.5.1 双端电源线路区内外故障
• 2.5.2 相电流突变量分相差动保护
• 2.6 零序电流差动保护
• 2.7 本章小结
• 第3章 电流差动保护电容电流补偿方法的研究
• 3.1 引言
• 3.2 电容电流对电流差动保护的影响
• 3.3 电容电流补偿方法
• 3.3.1 基于稳态的电容电流补偿的研究
• 3.3.2 基于暂态的电容电流补偿的研究
• 3.4 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 光纤电流差动保护的通信
• 4.1 引言
• 4.2 差动保护的通信方式
• 4.2.1 光纤差动保护的数据传输
• 4.2.2 光纤差动保护的时钟设置
• 4.3 数据的采样同步方式
• 4.3.1 基于数据通道的同步方法
• 4.3.2 基于参考向量的同步方法
• 4.3.3 基于时钟基准源的同步方法
• 4.4 建议采用的数据同步方案
• 4.5 本章小结
• 第5章 基于贝瑞隆模型的分相电流差动保护判据
• 5.1 引言
• 5.2 贝瑞隆分相电流差动保护
• 5.2.1 输电线路贝瑞隆模型
• 5.2.2 保护动作判据
• 5.2.3 动作判据的计算方法
• 5.3 仿真验证
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献