新型混合型超导限流器与电网距离保护配合问题的研究

论文摘要

电力系统的高速发展导致了系统短路容量和短路电流急剧增加，这就使得开关设备的成本急剧增加，甚至无法选型。通过改造电力网络结构限制短路电流的费用极其昂贵，而通过改变系统运行方式和并联常规限流电抗器来限制短路电流又容易造成电力系统运行不稳定。在这种形势下，电力系统短路电流限制装置应运而生并得到不断发展，其中尤以超导限流器(SCFCL)最为理想。当电力系统正常运行时，限流器表现为低阻抗，对电力系统运行无影响，当发生短路，一旦短路电流超过超导材料的临界电流限流器便对外电路输出阻抗，从而限制短路电流。SCFCL集检测、触发和限流于一体，具有自恢复功能，因此，其不仅可提高现存电网输送容量，还能提高系统的安全可靠性和供电质量。由于故障时限流阻抗的串入，因此对电网最直接的影响就是对继电保护的影响。本文重点研究混合型SCFCL对距离保护的影响，将借助于微机保护其快速实时的特性，对线路距离保护的整定算法作相应的修改，进而解决混合型SCFCL与电网距离保护的配合问题。主要工作有：(1).通过对混合型高温SCFCL原理的学习，建立用于110kv电压等级中的新型混合型限流器数学模型，并用过MATLAB仿真验证其限流效果；(2).从动作方程和阻抗特性圆两个主要方面仔细分析混合型高温SCFCL对距离三段式保护其选择性和灵敏度的影响，并通过仿真验证说明SCFCL对保护动作的影响；(3)改进相应继电保护的算法，调整相应的继电保护整定值，最终消除SCFCL对继电保护的灵敏度的影响，优化其继电保护的配制。用MATLAB编制仿真程序，重点研究新型混合型高温SCFCL对距离保护的影响以及改进后距离保护性能的提升。以上所有工作不仅从理论方面论证了新算法消除SCFCL对距离保护影响的可行性和优越性，而且为SCFCL的产品开发奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 超导现象和超导材料的发展
• 1.2.2 国外对于 SCFCL 的研究状况
• 1.2.3 国内关于 SCFCL 的研究状况
• 1.2.4 SCFCL 与继电保护配合的研究现状
• 1.3 SCFCL 分类
• 1.4 本文工作
• 第二章 高压混合型 SCFCL 的模型建立
• 2.1 基本混合型 SCFCL 的结构及其工作原理
• 2.2 新型混合型 SCFCL 的理论模型
• 2.2.1 新型混合型 SCFCL 结构及其工作原理
• 2.2.2 新型混合型 SCFCL 的数学模型
• 2.3 110kV 新型混合型 SCFCL 的建模与仿真
• 2.3.1 SCFCL 的性能参数
• 2.3.2 电网短路计算和限流器参数确定
• 2.3.3 短路仿真试验及分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 混合型 SCFCL 对距离保护影响研究
• 3.1 概述
• 3.2 SCFCL 与距离保护配合的研究现状
• 3.2.1 电网距离保护简介
• 3.2.2 SCFCL 与传统距离保护配合的研究
• 3.2.3 SCFCL 与微机保护的配合
• 3.3 混合型 SCFCL 对距离保护的影响研究
• 3.3.1 距离保护整定分析计算
• 3.3.2 新型混合型 SCFCL 对电网距离保护的影响分析与仿真
• 3.4 本章小结
• 第四章 混合型 SCFCL 与距离保护配合研究
• 4.1 概述
• 4.2 自适应微机保护的研究
• 4.2.1 微机保护的构成
• 4.2.2 微机保护在电网自适应方面的应用研究
• 4.3 距离保护动态修改的分析和仿真
• 4.3.1 整定阻抗的修改分析
• 4.3.2 整定修改后的距离保护动作分析
• 4.3.3 改进后的距离保护仿真及分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论与展望
• 5.1 本文的工作与结论
• 5.2 本文不足以及对未来的展望
• 参考文献
• 致谢