基于广域继电保护的故障线路检测研究

发布时间：2017-03-30 08:26

  本文关键词：基于广域继电保护的故障线路检测研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着社会的发展、科技的进步,我国确定了“全国联网、西电东送、南北互供”的战略目标。电力用户对电能要求变得越来越高,但是电力系统故障不可避免,尤其是输电网络的故障,因此快速、精准的找出故障线路十分重要。传统的电网故障检测是利用采集到的继电保护装置报警信息、断路器状态变化信息进行分析,根据保护与断路器动作的逻辑、运行人员的经验进行检测分析。对电网中故障元件的检测是十分重要的。现有的电网故障检测方法大多针对开关量信息进行分析,开关量存在不确定因素,而电气量能更好的反映故障过程,有着开关量无法比拟的优势。本文从同步相量测量、故障相关度以及电压分布三个方面对故障检测进行研究:(1)同步相量测量方法是利用PMU数据和母线阻抗矩阵(Zbus)以替代保护系统功能的独立故障检测方法。首先,根据提出的方法确定故障区域,然后确定故障线路。通过广域测量,故障位置随着线路的确定也就被估算出来。IEEE-118节点测试系统验证结果表明,该方法成功的检测出整个电网的故障线路以及故障线路中的故障位置。(2)故障相关度检测方法是在确定故障关联域的基础上提出的故障定位方法。电力系统在正常运行时,列出系统网络对应的矩阵;当系统发生故障后,对各支路的故障相关度进行求解,通过检测并计算即可准确定位故障位置。该方法不仅可以确定故障线路的位置,还可以具体确定到故障元件的位置,不用改变关联系数矩阵,解决了关联系数矩阵在发生故障后不确定的问题,并且过渡电阻和故障类型对其不产生影响,计算相对简单,定位准确。仿真结果显示,本方法可以准确的验证线路不同位置以及不同类型的故障。(3)电压分布检测方法是利用线路一侧电压、故障电流分量的测量值估算另一侧故障电压分量,以估算值与测量值的比值构成保护判据。该算法不受过渡电阻的影响;发生过负荷潮流转移时不会误动;且原理简洁,需要信息量少,对数据的同步性没有严格要求,便于实现。仿真算例表明,发生各种类型故障时,该算法均能正确识别故障线路。
【关键词】：广域继电保护 故障检测 同步相量测量 故障关联域 故障相关度 电压分布
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM773
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 绪论12-19
• 1.1 课题的研究背景与意义12-13
• 1.2 故障线路识别研究现状13-17
• 1.2.1 电力系统故障检测13-15
• 1.2.2 广域继电保护算法15-17
• 1.3 本论文的主要工作17-19
• 第2章 广域继电保护系统19-27
• 2.1 概述19-20
• 2.2 广域继电保护的特点20-21
• 2.3 广域继电保护的结构21-24
• 2.3.1 区域集中式结构21-22
• 2.3.2 分布式结构22-23
• 2.3.3 变电站集中式结构23-24
• 2.4 广域继电保护系统的优势24-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 基于同步相量测量的故障检测方法27-37
• 3.1 问题描述27-29
• 3.2 输电线路故障检测29-31
• 3.2.1 确定故障区域29
• 3.2.2 确定故障线路和故障位置29-30
• 3.2.3 调整故障位置30-31
• 3.3 仿真结果31-36
• 3.3.1 不同的故障初始角33
• 3.3.2 PMU的不同采样频率33-34
• 3.3.3 不同的故障类型34-35
• 3.3.4 输电线路上不同数量的PMU35-36
• 3.4 与传统故障检测的对比36
• 3.5 本章小结36-37
• 第4章 基于故障相关度的故障定位方法37-45
• 4.1 确定故障关联域37-38
• 4.2 故障位置与系统矩阵的关系38-39
• 4.3 故障附加电流分配原理39-40
• 4.4 故障相关度的定位方法40-41
• 4.5 故障相关度的匹配特征分析41-42
• 4.6 仿真分析42-44
• 4.7 本章小结44-45
• 第5章 基于电压分布的故障检测方法45-52
• 5.1 基于电压分布的故障检测算法45-48
• 5.1.1 算法原理45-47
• 5.1.2 阻抗参数对算法的影响47-48
• 5.2 算法的仿真验证48-51
• 5.2.1 高阻接地故障仿真结果48-49
• 5.2.2 主保护一侧拒动仿真结果49
• 5.2.3 非全相再生故障仿真结果49-50
• 5.2.4 转换性故障仿真结果50
• 5.2.5 振荡时故障仿真结果50-51
• 5.3 本章小结51-52
• 总结与展望52-54
• 研究工作总结52
• 今后的展望52-54
• 参考文献54-59
• 致谢59-60
• 附录A 发表的学术论文目录60

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本文编号：276685