500千伏同杆双回线路重合闸方案的研究

论文摘要

随着电网容量的增加,为了减少出线走廊,500kV及以上电压等级的线路采用同杆并架双回线的情况越来越多,由于线间距离较近,除了单回线故障外,两回线之间也会出现跨线故障。传统的重合闸方式由于不能识别线路瞬时故障与永久故障,重合于永久故障时可能会对系统造成较大的冲击。当线路发生故障,健全相对故障跳开相存在电容耦合电压,瞬时故障时,电容耦合电压较高;永久故障时,线路对地电容放电,电容耦合电压很低。对于两侧系统主要依靠双回线联系时,理想的跳闸方式是在故障时只切除故障相,与常规重合闸不同的是两相故障跳两相而非三相,即将非故障相保留下来继续运行,并进行重合闸。这种跳闸方式可最大限度地保持系统两端在重合闸周期内的联系,并有更多的起动重合的机会。本文将在比较分析常规重合闸的基础上,论述所提出的500kV同杆双回线自适应重合闸方案的可取之处,并结合线路保护方案和光纤通道问题,对同杆双回线自适应重合闸配置方案做出说明,并分析了重合闸策略:同名相优先重合且可以同时重合;多相故障线路的超前相优先重合;超前相优先重合等。在分析平行双回线跳开线路端电压特征的基础上,得到了识别永久故障与瞬时故障的方法,其中包括无并联电抗器时的端电压判据、有并联电抗器时的端电压判据、相间不接地非永久性故障判据和附加判据,并用仿真实验做了有力的验证。鉴于永久性故障和瞬时性故障的情况下,电弧电压的变化是存在差异的。在分析了故障电弧特性的基础上,本文即根据故障跳开相两侧的实测的奇次谐波的含量来确定是否熄弧,由此得到了熄弧判据,从而确定合适的合闸时刻,这区别于常用的整定一固定的时间延时来合闸的方法。文中建立了电弧模型,采用ATP-EMTP、PSCAD-EMTDC、MATLAB等软件对不同参数的线路做了仿真,其中包括长线路、短线路、带有并联电抗器和不带并联电抗器等情况。本文还研究了自适应重合闸的配置逻辑,从整体上分析了自适应重合闸的工作逻辑及其退出时常规重合闸的工作情况。本方案配置合理,便于运行维护;最大限度的维持了故障期间系统的联系,在尽量减少对系统再次冲击的前提下,增加了重合成功的机会。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究目的和意义
• 1.2 国内外同杆双回线保护及重合闸研究现状
• 1.2.1 国内外解决解决跨线故障的方式
• 1.2.2 我国的重合闸方案
• 1.2.3 国外的重合闸方案
• 1.2.4 国内外自适应重合闸的研究策略
• 1.3 本文的主要工作
• 1.3.1 同杆线路保护方案
• 1.3.2 本文研究的重点
• 2 同杆并架双回线重合闸方案分析
• 2.1 引言
• 2.2 重合闸方案的原理说明
• 2.2.1 常见的重合闸方式说明
• 2.2.2 自适应重合闸策略
• 2.3 自适应重合闸实施方案
• 2.3.1 自适应重合闸配置方案
• 2.3.2 线路保护
• 2.3.3 断路器保护
• 2.3.4 光纤通道
• 2.4 小结
• 3 自适应重合闸原理分析及判据研究
• 3.1 引言
• 3.2 平行双回线故障跳开线路端电压特征
• 3.2.1 跳开相端电压特征分析
• 3.2.2 开关跳开相残压检测
• 3.2.3 开关跳开相残压计算验证
• 3.2.4 电容耦合电压与过渡电阻的关系
• 3.3 电弧电压信号特征
• 3.3.1 电弧特性分析
• 3.3.2 电弧模型的仿真分析
• 3.4 自适应重合闸方法判据
• 3.4.1 无并联电抗器时的端电压判据
• 3.4.2 有并联电抗器时的端电压判据
• 3.4.3 相间不接地非永久性故障判据
• 3.4.4 附加判据
• 3.5 自适应重合闸方案仿真验证
• 3.6 本方案的优点与可取之处
• 3.7 小结
• 4 自适应重合闸逻辑及其实现
• 4.1 引言
• 4.2 重合闸逻辑
• 4.2.1 重合闸启动逻辑
• 4.2.2 重合闸充放电逻辑
• 4.2.3 重合闸出口逻辑
• 4.3 准三相模式时的重合闸
• 4.4 后备跳闸重合情况
• 4.5 瞬时跟跳回路
• 4.6 自适应重合闸逻辑实现
• 4.7 常规重合闸实现
• 4.8 小结
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录