交直流混合输电线路的跨线故障分析

发布时间：2017-09-29 20:11

  本文关键词：交直流混合输电线路的跨线故障分析

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【摘要】：随着直流输电工程越来越多的应用,在有限的输电走廊下,直流输电线路与交流输电线路或交流配电线路交叉跨越的情况也将出现,很有可能发生跨线故障。此时故障电流将会呈现出不同于传统故障的特征,对输电线路现有的保护产生影响,造成保护的误动或拒动。本文主要针对跨线故障分析交流线路上的故障电流特征,为研究跨线故障对现有交流保护的影响奠定理论基础。跨线故障研究的难点在于：1)除了仿真之外,没有理论的计算与分析方法；2)从故障点看进去的直流系统等值阻抗计算。由于换流站连接了直流系统的直流侧与交流侧,而换流器为典型的非线性元件,如何将交流侧通过换流器等值到直流侧的等值阻抗(换流器等值阻抗)准确计算出来,成为故障计算的重中之重。进行换流器等值阻抗计算时,首先从整体分析列写换流器端口在直流线路工频电流存在的情况下的电压与电流关系式,将整个等值阻抗的分析以换流站交流母线为分界点分成变压器漏抗对等值阻抗的影响和交流侧系统阻抗对等值阻抗的影响两部分。分别采用时域分析和开关函数法对这两部分产生的等值阻抗进行求解,从而求得换流器的等值阻抗。结果显示,在系统确定的情况下等值阻抗与换相重叠角μ密切相关。跨线故障后会导致换流变直流偏磁,文中分析建立了直流偏磁下励磁电流中包含的二次谐波电流与直流的关系,进而求得直流偏磁对等值阻抗的影响。结果显示此部分影响不仅与故障后的偏磁程度有关而且与换流器的触发角口有关。文中最后,构建了交直流跨线故障下的计算交流故障电流分量的序网图,并仿真验证了分析的有效性。
【关键词】：交直流跨线故障 换流器等值阻抗 直流偏磁 开关函数
【学位授予单位】：华北电力大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM75
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景及意义9-11
• 1.1.1 高压直流输电的优势9-10
• 1.1.2 直流输电的缺点10-11
• 1.1.3 交直流线路跨线故障11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文主要研究工作14-15
• 第2章 直流输电线路的控制系统15-22
• 2.1 主控制级16-17
• 2.1.1 功率调制与快速功率变化控制16
• 2.1.2 直流电流指令计算16-17
• 2.2 极控制级17-20
• 2.2.1 低压限流环节17-18
• 2.2.2 电流偏差控制18-19
• 2.2.3 定电流控制19
• 2.2.4 定关断角控制19-20
• 2.3 直流输电线路故障特点20-22
• 第3章 跨线故障中直流系统的等值阻抗分析22-41
• 3.1 变压器支路影响分析22-30
• 3.1.1 谐波电流对换相过程的影响22-24
• 3.1.2 谐波电流对完全导通阶段的影响24
• 3.1.3 直流端口电压表达式24-25
• 3.1.4 换相过程附加分量分析25-29
• 3.1.5 换相过程附件分量产生的阻抗计算29-30
• 3.2 交流侧系统阻抗对等值影响30-38
• 3.2.1 开关函数法31-33
• 3.2.2 电流表达式的前一项进行分析33-35
• 3.2.3 电流表达式的后一项进行分析35-36
• 3.2.4 电流开关函数的修正36-38
• 3.3 仿真分析38-40
• 3.4 小结40-41
• 第4章 直流偏磁对等值阻抗的影响41-57
• 4.1 励磁电流中二次谐波电流与直流的关系41-45
• 4.2 直流偏磁下励磁电流产生的正序二次谐波电流计算45-50
• 4.3 参考时刻变化对二次谐波电流的影响50-51
• 4.4 变压器直流偏磁产生的等值阻抗51-53
• 4.5 仿真验证53-56
• 4.6 小结56-57
• 第5章 交直流线路跨线故障分析57-64
• 5.1 交流A相—直流单极故障57-58
• 5.2 交流BC相—直流单极故障58-59
• 5.3 交流ABC相—直流单极故障59-61
• 5.4 仿真分析61-63
• 5.5 小结63-64
• 第6章 总结64-66
• 6.1 本文主要工作与结论64-65
• 6.2 后续工作与展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李慧奇;崔翔;候永亮;李琳;卢铁兵;;直流偏磁下变压器励磁电流的实验研究及计算[J];华北电力大学学报;2007年04期

中国博士学位论文全文数据库 前3条

1 董霞;变压器直流偏磁研究[D];山东大学;2013年

2 于春光;计及直流接入的交流系统故障计算方法研究[D];山东大学;2012年

3 姚缨英;大型电力变压器直流偏磁现象的研究[D];沈阳工业大学;2000年

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本文编号：943987