同塔多回和串补输电线路参数特性对保护的影响机理及对策研究

发布时间：2020-04-29 08:00

【摘要】：随着我国电网规模的不断发展,超/特高压远距离大容量输电线路迅速增加,为了降低建设成本,提高系统稳定性和输电效率,同塔多回和串联补偿等输电方式在电网中的得到广泛应用。同塔多回输电线路因难以采用理想换位架设方式,带来了参数不对称问题;串联补偿输电线路则因系统需求和扩大,带来了系统串补度攀升的问题;同时这两种输电线路当发生运行方式变化和复杂故障时,也会进一步引起参数的复杂变化和不对称度的加剧。这种情形常常导致相关继电保护发生误动和拒动事故,对继电保护形成了新的挑战。为了解决上述问题,论文围绕同塔多回及串补输电线路的参数特性对继电保护的影响机理及对策开展研究,着力解决同塔多回线路参数不平衡度及其评价、减少参数不对称度的优化方法、串联补偿线路参数变化的影响因素、同塔多回线路及串补线路参数特性对相关继电保护的影响机理、继电保护的应对策略和改进措施等科学与技术问题。这些工作对保障电力系统的安全稳定运行具有重要的和应用价值和理论意义。由于工程实现上原因,同塔多回线路通常只能采取相序不换位结构架设,因此其相序排列方式的不平衡度评价和最优选择对改善线路参数对称性极为重要。但目前缺少综合考量多种不平衡度的参数对称性的评价方法,难以得到不平衡度最小的最优相序排列方式。针对此问题,论文通过导线序参数计算得到的单序量不平衡度和复合序量不平衡度作为参数对称性的基础评价指标;根据各不平衡度基础指标,提出了一种基于权重分配的综合评价指标和同塔多回线路对称性评价方法,解决了以往不平衡度分序评价结论相互矛盾的难题,实现了同塔多回输电线路参数对称性的有效评估。应用上述评价方法,提出了同塔四回线路不同塔型的最优相序排列方式,有效改善了线路参数的对称性。同塔多回线路由于结构复杂,难以实现完全换位,其参数的不对称将会影响到以参数对称为前提的距离保护的可靠动作。针对同塔多回输电线路参数不对称可能引起距离保护动作性能劣化的问题,论文从理论推导和数字仿真两方面入手,重点研究了采用最优相序排列方式情况时同塔双回和四回线路不同故障类型、不同运行方式和不同线路长度情况时对距离保护测量阻抗的影响,论证了造成距离保护缩范围或超越误动的作用机理,根据同塔多回线路的相间和接地阻抗继电器测量阻抗的上偏及下偏的误差大小,提出了相间距离保护和接地距离保护的优化整定方法,以改善距离保护动作的安全性。同塔多回线路由于架设形式多样、各回线路间静电耦合关系复杂,增加了补偿分布电容电流、改善纵差保护灵敏度的困难。针对同塔多回线路引起线路电容电流变化而影响纵差保护动作性能问题,本文从理论分析和仿真计算两方面,对全程同塔多回、非全程同塔双回和四回线路在并列运行,部分停运和检修方式下的电容电流变化特性及其对纵差保护的影响机理进行了分析。在此基础上,针对现有电容补偿方案在同塔输电情况下补偿精度较低的问题,提出了适用于不同结构复杂同塔多回线路分相纵差保护和零序纵差保护对电容电流的补偿方法,并仿真验证了其有效性。串联电容补偿是提高交流线路输电容量、改善电力系统稳定性的有效手段。大电网中串补线路纵差保护可能存在灵敏度不足的问题,以往并未引起足够的重视,随着串补装置的广泛应用、电网的发展以及大串补度输电的出现,这个问题变得更加突出。针对串补线路因电网发展和运行变化引起串补度变化而影响线路纵差保护性能的问题,本文提出了系统串补度的概念,分析了串补度对串补线路纵联保护的影响,阐明了劣化纵差保护灵敏度的问题。并按照工程应用实际和故障暂态分析的要求,构建了大串补度电网模型,系统仿真分析了故障类型、过渡电阻、系统的运行方式及功角变化等方面对串补线路分相和零序纵差保护以及突变量纵差保护灵敏度的影响机理,阐明了主要影响因素。在此基础上,提出了多种提高串补线路纵差保护灵敏度的改进措施,仿真分析表明有效提高了保护的灵敏度。针对同塔串联补偿线路这种特殊的输电线路纵差保护存在的问题,论文通过构建了同塔双回串联补偿线路仿真模型,研究分析了同塔双回串联补偿线路不同运行方式、不同故障类型、过渡电阻等系统运行工况对传统纵联差动保护灵敏度的影响。进而仿真分析了所提同塔双回线路电容电流补偿方法在同塔双回串补线路中的有效性,验证了同塔双回电容电流补偿方法结合基于复合标积制动特性和基于双曲线制动特性的串补纵差保护的改进方案在同塔双回串补线路中提高灵敏度的作用和优势。最后,总结了所取得的主要研究工作及创新成果,并对后续研究工作进行了展望。
【图文】：

图 2-2 两个平行的“单导线-大地”回路g 2-2 “Single conductor  earth” circuits of two parallel w了导线位于电场中受其作用的大小。因架空线附近的电场产生影响。如图 2-3 所示，计算电位

图 2-4 垂直排列的同塔多回线路al alignment of multi-circuit lines on 路的电磁方程为：A1B1 A1C1 A1A2 A1B2 A1C2 Z Z Z Z Z
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM75

【参考文献】

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1 杨于瑶;;交流特高压串补输电技术研究[J];中国电业(技术版);2015年12期

2 安然然;何茂慧;王奕;张哲;胡玉岚;唐萃;隆茂;;复杂同塔线路继电保护动作特性仿真分析软件的设计与开发[J];电力自动化设备;2015年08期

3 朱晓彤;黄蕙;徐晓春;谢华;刘革明;沈军;;串联补偿线路电流反向对差动保护的影响及对策[J];电力系统自动化;2015年14期

4 李振动;赵青春;董杰;宋巍;赵哲源;李亚明;王天乙;田霖;;串联补偿对差动保护的影响分析[J];电力系统保护与控制;2015年10期

5 唐萃;尹项根;戚宣威;朱晓彤;文明浩;张哲;;大串补度输电线路的电流差动保护分析与对策[J];电力系统自动化;2015年07期

6 张斌;陈水明;庄池杰;张波;邓世聪;;同塔双回输电线路电气不平衡度的改善措施[J];电网技术;2014年12期

7 隆茂;李田刚;安然然;王奕;张哲;鲁功强;;不换位线路参数不对称对距离保护的影响分析[J];电力系统保护与控制;2014年22期

8 朱庆钢;刘前进;陈海涛;罗龙波;何德龙;韦胜旋;曾繁源;花欢欢;;同塔双回不换位线路电压不平衡度研究[J];电力系统保护与控制;2014年07期

9 徐蔚;林勇;周煜智;徐政;;区域电网互联对广东电网暂态稳定性的影响分析[J];电力系统自动化;2013年21期

10 刘前进;朱庆钢;罗龙波;;750kV同塔双回不换位线路电流不平衡度研究[J];电力系统保护与控制;2013年18期

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1 徐兴;王育飞;;220kV同塔四回输电线路不平衡度PSCAD仿真分析[A];第七届中国高校电力电子与电力传动学术年会论文集[C];2013年

2 刘毅;张哲;尹项根;夏勇军;胡刚;董永德;;同杆并架双回输电线路参数对称性研究[A];中国高等学校电力系统及其自动化专业第二十四届学术年会论文集（中册）[C];2008年

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1 汪权;黄迎迎;陈雷;;伊冯串补：提高输电容量的科技决战[N];国家电网报;2007年

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2 戚宣威;交直流电网复杂暂态过程及继电保护关键技术研究[D];华中科技大学;2016年

3 邓星;同杆并架线路继电保护与故障测距新技术研究[D];华中科技大学;2012年

4 胡玉峰;串联补偿电网故障仿真及超高压线路保护研究[D];华中科技大学;2004年

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1 杨妍;新型输电方式下线路继电保护新技术研究[D];华中科技大学;2016年

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3 隆茂;复杂同塔线路参数对称性及对保护影响分析[D];华中科技大学;2015年

4 蔡飞;线路保护受串补输电影响及其改进措施研究[D];华中科技大学;2015年

5 彭华;同杆并架特高压线路加装串补对线路保护的影响[D];华北电力大学;2014年

6 夏溢;参数不对称同塔四回输电线路的相模变换与故障分析[D];上海交通大学;2013年

7 王俊曦;不同电压等级同杆线路对线路保护影响的仿真与分析[D];华中科技大学;2012年

8 吴文辉;同塔多回输电线路不平衡度分析及相序布置优化研究[D];上海电力学院;2011年

9 常文华;特高压长距离输电线路换位问题的研究[D];天津大学;2009年

10 仇成;同杆并架双回线路纵联保护与选相技术研究[D];华中科技大学;2009年

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本文编号：2644385