基于高频电压突变量的特高压直流输电系统接地极引线故障监测方法

发布时间：2020-05-04 10:30

【摘要】：为快速检测并切除特高压直流输电系统接地极引线故障,提出了一种基于高频电压突变量的高压直流输电接地极引线故障监测方法。首先分析了接地极引线接地故障时高频电压的特性,在此基础上,提出了利用高频电压突变量作为判据检测接地极引线故障的新方案。所提出的故障监测方法不受高频信号下接地极引线阻抗—距离非单调性质的影响,有一定的抗过渡电阻的能力,对接地极引线参数测量误差具有较强的适应性。并且,该算法可以直接应用于现有的接地极故障监视系统(ELIS)中,无需额外的硬件投资。为验证所提出方案的性能,基于电磁暂态仿真程序PSCAD进行了数字仿真试验,结果表明,当过渡电阻小于200?时,该方法均能灵敏可靠地识别并隔离故障,其在电力系统中具有良好的应用前景。
【图文】：

母咂档缪雇槐涠韵呗饭收辖鈉斜媸丁Ｊ?先，在研究接地极引线在故障时高频电压特性的基础上，提出了基于高频电压突变量的故障监测判据。其次，分析了该判据在经过渡电阻故障时的性能。最后，利用电磁暂态仿真程序PSCAD验证了方法的有效性。仿真结果表明：该原理能够有效地识别接地极线路故障，具有一定的抗过渡电阻能力，具有较好的应用前景。1基于高频电压突变量的接地极引线故障监测原理1.1基于高频信号注入的接地极引线故障监测系统硬件结构目前，接地极引线故障监测普遍采用高频电流注入法，其系统硬件结构如图1所示。本文所提出的基于高频电压突变量的接地极引线故障监测方法在此基础上实现。由图1可知，高压直流输电工程接地极引线采用双回并架的方式将双极不平衡电流输送至接地极，双回线路共用一套接地极引线故障监测装置对线路故障状态进行检测。为提高故障监测的可靠性并防止高频电流注入换流站，在接地极线路两端还分别串联了一个截止频率为13.95kHz的阻波器。其中，为减少线路上的驻波效应，接地极址侧的并联滤波器还会配置并联电阻，并联电阻的阻值Rp与接地极线路的波阻抗Zc相匹配[21]，即pcR≈Z(1)1.2接地极引线故障特性分析由于接地极引线采用同杆双回架设方式，因此存在双回同点接地以及单回接地两种故障类型，，以下将分别加以分析。1.2.1双回接地极引线同点接地故障接地极引线出现倒塔等严重故障时，可能出现双回线路同点接地的情况，该工况下的故障分量网络如图2所示。图2中，M、N点为接地极引线的首末两端，F点为故障点，UZ为正常运行时，故障点的运行电压。由于接地极线路末端电阻与线路波阻抗匹配，因此线路各点电压和电流有效值分别相等。因此，有图1基于高频电压突?

咂档缌髯?入换流站，在接地极线路两端还分别串联了一个截止频率为13.95kHz的阻波器。其中，为减少线路上的驻波效应，接地极址侧的并联滤波器还会配置并联电阻，并联电阻的阻值Rp与接地极线路的波阻抗Zc相匹配[21]，即pcR≈Z(1)1.2接地极引线故障特性分析由于接地极引线采用同杆双回架设方式，因此存在双回同点接地以及单回接地两种故障类型，以下将分别加以分析。1.2.1双回接地极引线同点接地故障接地极引线出现倒塔等严重故障时，可能出现双回线路同点接地的情况，该工况下的故障分量网络如图2所示。图2中，M、N点为接地极引线的首末两端，F点为故障点，UZ为正常运行时，故障点的运行电压。由于接地极线路末端电阻与线路波阻抗匹配，因此线路各点电压和电流有效值分别相等。因此，有图1基于高频电压突变量故障监测的硬件结构Fig.1Structureofhigh-frequencyvoltagevariation-basedUHVDCgroundelectrodelinefaultmonitoringsystem图2接地极线路双回同点接地故障分量网络Fig.2Faultcomponentnetworkfordoubleelectrodelinefault

【参考文献】

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本文编号：2648405