配电线路自适应保护研究

论文摘要

配电线路运行的可靠性、安全性直接影响到广大电力用户。配电线路的保护功能是指故障检测和判断故障区段,并隔离故障区域,恢复正常区域供电。传统继电保护的整定值均通过离线计算获得,在运行中保持不变,保护范围和灵敏度受运行方式影响较大。自适应继电保护是指能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护,能使保护尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。本文综述了自适应继电保护的研究现状和发展趋势,在分析了配电线路保护的研究现状与不足的基础上,构建了配电线路的自适应保护方案。提出了一种基于两相相电流差故障分量的自适应电流速断保护。该保护算法能够克服现有自适应速断保护要实时进行故障选相确定故障类型使算法误差增大和复杂化的缺点,本算法不需要确定故障类型系数,并且能根据系统实时运行方式调整保护定值。通过EMTP仿真实例分析结果表明,该方案可使保护在不同运行方式不同故障情况下具有相同的保护范围且大于传统速断保护范围。在确定系统运行方式及计算线路电流电压幅值时,为了有效消除衰减性直流分量及频率波动对自适应保护的参数计算的影响,提出了将离散化的Morlet复小波应用于自适应电流保护的等值参数实时计算中的算法。仿真实例表明,Morlet复小波算法在计算信号的基波幅值上比傅立叶算法具有更好的频率特性和稳定性,计算精度高,且计算工作量增加不大,能够完全满足自适应保护中参数计算的实时性与精确性要求。针对中性点不直接接地的开环运行的环形配电网线路末端故障不能速切的问题,采用一种在无通道条件下不对称故障的自适应保护方案,从故障线路两侧一次性切除故障,保证了保护的选择性与速动性,对于配电网线路末端故障三相对称故障的速切问题也进行了专门的讨论。对线路轻载、单相故障零序电流较小等一些特殊工况也给出了解决方法。针对不同的故障类型、故障位置、负荷容量及不同的过渡电阻进行仿真,结果表明该方案是可行的。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 本课题研究的背景及意义
• 1.2 本课题的研究现状
• 1.2.1 线路微机保护的研究现状及发展趋势
• 1.2.2 自适应保护的研究现状
• 1.2.3 无通道线路保护的研究现状
• 1.2.4 小波分析在电力系统中的应用
• 1.3 本文所做的主要工作
• 2 基于相电流差故障分量的自适应电流速断保护
• 2.1 引言
• 2.2 线路相电流差及其故障分量的特性分析
• 2.3 基于相电流差故障分量的自适应电流速断保护
• 2.4 仿真研究
• 2.5 本章小结
• 3 自适应速断保护中的实时参数计算研究
• 3.1 引言
• 3.2 常规傅氏算法及改进算法
• 3.3 Morlet 复小波算法
• 3.4 仿真研究
• 3.5 本章小结
• 4 线路末端故障快速切除机理的研究
• 4.1 引言
• 4.2 线路末端故障快速切除的方案
• 4.2.1 两相故障的保护方案
• 4.2.2 单相故障的保护方案
• 4.2.3 三相故障的保护方案
• 4.2.4 保护方案的动作流程
• 4.2.5 单断路器的保护方案
• 4.3 仿真研究
• 4.4 本章小结
• 5 自适应保护方案配置
• 5.1 引言
• 5.2 自适应速断与无通道保护的配合关系
• 5.3 启动元件
• 5.4 其他保护配置
• 5.4.1 接地保护
• 5.4.2 TV 断线过流保护
• 5.5 本章小结
• 6 全文总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录