基于序分量的多端线路精确故障定位研究
发布时间：2020-11-21 13:30
输电线路故障所造成的电压不稳、停电等事故,通常会对电网安全和用户供电保障造成巨大的压力,且事故持续时间过长导致后果恶化,会对国民造成巨大的财产损失,因此及时、高效、精准地实现故障定位,并及时派出相关电力抢修人员进行处理,可有效减小各类损失。不易巡线查找故障所在位置的高压多端线路、新式的如“花瓣式”配网的发展对于供电可靠性的要求,以及含风电的配网所形成的多端线路,都对快速有效的故障定位提出较高要求。本文对T型线路、复杂多端线路以及带有风电机组的T型线路故障定位进行了相应研究,取得成果如下:(1)提出基于工频序分量的双端线路故障定位算法,并针对双馈异步风电机进行故障特征、等值序阻抗、并网控制及出口处电流特性进行分析,得到含风电机组线路故障时的阻抗、电流等特征并明确故障定位需求,进而实现含风电机组线路故障定位。(2)针对传统故障定位方法在分支接点附近存在较大测距死区的问题,提出一种基于正序分量的多端输电线路精确故障定位方法,将故障支路判别和故障测距融为一体。并针对现有多数方法不能有效扩展到拓扑结构复杂的多端线路这一问题,本文对所提新方法进行改进,使其有效适用于较为复杂的多端线路中。(3)针对日益增多的带有风电机组的多端线路故障定位问题,提出负序纠值算法,实现带风电机组的多端线路故障定位,同时针对风电机组启动升压过程中线路故障定位,提出改进后的基于正序基波分量的故障定位方法,最后针对本文所述的两个风电机组故障时的特殊区域故障判别问题,提出对应的故障区域识别方法。本文方法不以数值范围作为故障判别依据,而采用对应双端方程有解、无解两种对立状态实现故障支路判别,从而有效减小分支接点附近测距死区范围,且同时实现故障测距与支路判别,无需事先判别故障所在支路。同时虚拟故障点的提出使得本文方法可以通过拓展判别矩阵维度来简单易行的推广使用于各种拓扑结构的多端线路故障定位中。基于风电机组负序等值阻抗较为稳定的特点,所提出的负序纠值算法能够有效用于含风电多端线路的故障定位,且改进后的方法很好的适应了风电机组特殊运行状态下故障定位新需求,同时根据母线电压差值实现的特殊故障区域识别,可有效运用于含风电机组的线路故障定位中。本文对复杂多端及含风电机组T型线路故障定位进行了较为深入的研究,PSCAD仿真结果表明本文所提方法有效且可靠,应用前景较好。同时本文研究内容对于进一步的复杂多端及含风电T型线路的故障定位研究具有一定的借鉴意义。
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM75
【部分图文】：
图 2-1 均匀长线的电压、电流Fig.2-1 Even the long-term voltage and current如图 2-1 所示，假设输电线路参数是沿线均匀分布的，且输电线路上通过正流。上图中，1 1z = r + jω L表示输电线路的单位长度串联阻抗；1 1y= g + jω 电线路的单位长度并联导纳。通过图 2-1 可知( )11 1 1dU Iz dxdI U dU y dx Uy dx y dUdx = =+ =+ 上式中，将二阶项忽略，则可得一阶微分方程组11dU Iz dxdI Uy dx = = 也可写成1dUIzdxdIUy = =
上海交通大学硕士学位论文若 x = l，则线路起始端电压和电流的方程可写为2 222ccU U ch l I Z sh lUI I ch l sh lZγ γγ γ= + = + (2-8.2 三相输电线路的解耦在使用三相输电线路分布参数模型时，三相输电线路之间以互感的形式存在耦系。当线路上发生三相对称短路故障时，三相线路可以等效成单相线路用以计但当线路上发生三相非对称故障时，各相之间因为互感等的影响产生耦合，因进行测距计算之前，需要首先将三相输电线路解耦，从而消除线路间耦合的影将三相输电线路单位长度的自阻、互阻、自导、互导、自感、互感、自电容和电容分别设为sR 、mR 、sG 、mG 、sL 、mL 、sC 、mC 。
图 2- 7 带有双馈异步风电机组的双端线路 PSCAD 仿真模型Fig.2- 7 Single line diagram of the network with the integration of a DFIG通过 PSCAD 搭建的双馈异步风电机组并网模型如图 2-7 所示，其中 35kV 系统侧电源的正序等值阻抗和零序等值阻抗分别为 1.522+j4.736 Ω、4.821+j12.376 Ω；输电线路长度为 80km，对应的单位长度的正/负和零序阻抗分别为 0.107+j0.391 Ω/km、0.4162+j1.369 Ω/km。双馈异步风电机组参数：额定电压为 0.69kV，额定容量为 2MVA，转子侧阻抗为 0.02+j0.175 p.u.，定子侧阻抗为 0.01002+j0.146 p.u.，撬棒电阻阻值为0.02 Ω，励磁电抗为 j3.98 p.u.；风电机组箱载变压器的变比为 0.69/35kV，对应漏抗为 0.01 p.u.。其中主动撬棒 PSCAD 仿真模型如图 2-8 所示：
【参考文献】
本文编号：2893074
【学位单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM75
【部分图文】：
图 2-1 均匀长线的电压、电流Fig.2-1 Even the long-term voltage and current如图 2-1 所示，假设输电线路参数是沿线均匀分布的，且输电线路上通过正流。上图中，1 1z = r + jω L表示输电线路的单位长度串联阻抗；1 1y= g + jω 电线路的单位长度并联导纳。通过图 2-1 可知( )11 1 1dU Iz dxdI U dU y dx Uy dx y dUdx = =+ =+ 上式中，将二阶项忽略，则可得一阶微分方程组11dU Iz dxdI Uy dx = = 也可写成1dUIzdxdIUy = =
上海交通大学硕士学位论文若 x = l，则线路起始端电压和电流的方程可写为2 222ccU U ch l I Z sh lUI I ch l sh lZγ γγ γ= + = + (2-8.2 三相输电线路的解耦在使用三相输电线路分布参数模型时，三相输电线路之间以互感的形式存在耦系。当线路上发生三相对称短路故障时，三相线路可以等效成单相线路用以计但当线路上发生三相非对称故障时，各相之间因为互感等的影响产生耦合，因进行测距计算之前，需要首先将三相输电线路解耦，从而消除线路间耦合的影将三相输电线路单位长度的自阻、互阻、自导、互导、自感、互感、自电容和电容分别设为sR 、mR 、sG 、mG 、sL 、mL 、sC 、mC 。
图 2- 7 带有双馈异步风电机组的双端线路 PSCAD 仿真模型Fig.2- 7 Single line diagram of the network with the integration of a DFIG通过 PSCAD 搭建的双馈异步风电机组并网模型如图 2-7 所示，其中 35kV 系统侧电源的正序等值阻抗和零序等值阻抗分别为 1.522+j4.736 Ω、4.821+j12.376 Ω；输电线路长度为 80km，对应的单位长度的正/负和零序阻抗分别为 0.107+j0.391 Ω/km、0.4162+j1.369 Ω/km。双馈异步风电机组参数：额定电压为 0.69kV，额定容量为 2MVA，转子侧阻抗为 0.02+j0.175 p.u.，定子侧阻抗为 0.01002+j0.146 p.u.，撬棒电阻阻值为0.02 Ω，励磁电抗为 j3.98 p.u.；风电机组箱载变压器的变比为 0.69/35kV，对应漏抗为 0.01 p.u.。其中主动撬棒 PSCAD 仿真模型如图 2-8 所示：
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 张广斌;束洪春;于继来;孙向飞;;不依赖双侧时钟同步的输电线双端行波测距[J];电工技术学报;2015年20期
2 王晨清;宋国兵;刘凯;汪冬辉;康小宁;焦在滨;;突变量保护对风电接入系统的适应性分析[J];中国电机工程学报;2014年31期
3 许飞;董新洲;王宾;施慎行;;新型输电线路单端电气量组合故障测距方法及其试验研究[J];电力自动化设备;2014年04期
4 王召磊;刘明光;;基于线性方程组解的T型线路行波测距[J];电网技术;2014年04期
5 李传兵;谭博学;高鹏;付振虎;江程樱;王俊江;陈平;;基于D型行波原理的T接线路故障测距方法[J];电力系统保护与控制;2013年18期
6 索南加乐;许文宣;何世恩;肖敏;孙金凤;;基于双端电气量的串补输电线路故障测距算法[J];中国电机工程学报;2013年19期
7 王波;江全元;顾伟;陈东海;;一种适于多分支输电线路的故障定位新方法[J];电网技术;2013年04期
8 范新桥;朱永利;;基于双端行波原理的多端输电线路故障定位新方法[J];电网技术;2013年01期
9 张永健;胥杰;孙嘉;;基于静态小波变换的T型输电线路行波测距方法[J];电网技术;2012年06期
10 贾惠彬;赵海锋;方强华;刘涛;戚宇林;;基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法[J];电力系统自动化;2012年02期
相关硕士学位论文 前1条
1 杨刚;含分布式电源配电网故障定位[D];合肥工业大学;2016年
本文编号：2893074
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlilw/2893074.html
教材专著
