复杂同塔线路距离保护特性研究及仿真分析平台开发

发布时间：2017-12-21 08:05

  本文关键词：复杂同塔线路距离保护特性研究及仿真分析平台开发　出处：《华中科技大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 同塔线路 距离保护 测量阻抗元件 选相元件 跨线故障 仿真平台

【摘要】：同塔输电技术以其投资成本低、占地面积小、输电走廊窄等优势,在我国电力系统中应用广泛。为满足不同输电走廊和电网建设的需求,除常见的全程同塔双回线路外,还衍生出部分同塔、混压同塔等多种复杂同塔线路结构。复杂同塔线路结构形式多样、故障类型繁多,且特性复杂,给继电保护的动作性能带来了许多不利影响。距离保护是输电线路中应用最为广泛的保护形式之一,而同塔线路的复杂故障特性对其性能的影响尤为突出。迄今,针对同塔线路距离保护已开展了多方面的研究工作,但主要局限于全程同塔双回结构,对其它复杂同塔线路保护的研究相对较少,相关工作亟需展开。因此,深入开展复杂同塔线路距离保护特性研究,对提高保护的动作性能和应用水平,保障电力系统的安全可靠运行,具有重要的理论意义和应用价值。复杂同塔线路故障特性的理论分析极为困难,且难以直接应用于保护性能研究,因此,通过数字仿真方法对同塔线路保护性能进行分析是一种非常重要的手段。论文根据复杂同塔线路的结构特点和保护分析要求,以PSCAD软件为核心,提出了一种适用于复杂同塔结构的线路仿真模型构建方法,并解决了不同故障条件自动切换、PSCAD运行调度控制以及仿真数据预处理与保护功能模块设计等难点问题。在此基础上,开发了一套复杂同塔线路保护动作特性仿真分析平台,通过仿真算例验证了该平台的正确性。所开发的仿真平台为后续开展复杂同塔线路保护原理研究及适用性评估提供了有力的分析工具。针对全程同塔双回线路,深化研究了距离保护测量阻抗元件和选相元件的动作特性。论文分别从跨线接地故障和跨线不接地故障出发,对同塔双回线路的故障特征以及不同零序补偿系数下的测量阻抗变化特点进行了分析。基于所开发的保护分析平台,对距离保护常用的多边形特性和正序电压极化特性的动作行为进行了全面的仿真分析,对可能存在的主要问题进行了归纳总结,给出了全程同塔双回线路距离保护的应用建议。此外,为克服现有选相方案功能不完善甚至误选相的问题,提出了一种基于电压量和本线故障相判断的选相新方案,通过单回线故障和复杂跨线故障的数字仿真,验证了该选相方案的正确性。考虑同塔线路结构的差异性,对距离保护应用于部分同塔双回线路的适用性展开了研究。在研究中,分别考虑线路各侧电源强弱、分裂端母线间联系阻抗等因素的影响,对跨线故障时共母端和分裂端的故障特征、测量阻抗值的变化特点以及跨线不接地故障时零序测量电压特征进行了理论分析。在此基础上,对多边形特性和正序电压极化特性阻抗元件以及本文所提出的选相方案应用于部分同塔双回线路时的动作性能进行了全面的仿真研究,对存在的问题进行了总结分析。针对同压同塔四回线路,分析了不同运行方式下,采用单回线零序补偿系数时,距离保护测量阻抗误差的变化特点,据此给出了距离保护的整定建议。此外,考虑不同组线路间跨线故障、多回跨线故障等故障条件,分别针对全程同塔方式和中段部分同塔方式,对同塔双回距离保护方案应用于同压同塔四回线路时的适应性展开了详细的仿真分析,指出了在实际应用中可能存在的主要问题,并对同压同塔四回线路保护配置方案和距离保护的合理应用进行了讨论分析。混压同塔四回线路发生混压跨线故障时,由于不同电压等级电网间的相互影响,其故障特征更为复杂,对距离保护性能的影响更大。论文针对各种混压跨线接地和不接地故障,分析了高、低电压等级线路距离保护测量阻抗的变化特点以及可能对保护动作性能带来的不利影响。在此基础上,借助仿真分析平台,对距离保护,包括测量阻抗元件和选相元件,应用于混压全程同塔和部分同塔四回线路时的动作特性进行了分析评估,归纳总结了存在的主要问题,以为距离保护的实际应用提供参考。论文最后,对全文进行了总结,并展望了下一步的研究工作。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM773

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本文编号：1315315