带并补电抗器超/特高压输电线路单相瞬时故障拍频特性研究
发布时间：2021-10-17 19:26
以带并联电抗器补偿的线路为研究对象,深入剖析了单相瞬时故障消失后产生拍频现象的机理和条件,探讨了瞬时故障低频自振分量的频率及幅值衰减特性,以及断开相电气量无显著拍频现象产生的条件。研究结果表明:故障电气量中产生明显拍频现象的条件为瞬时故障且电弧可靠熄灭,但部分瞬时故障由于工频和低频量幅值差过大、频差过小或低频自振分量幅值衰减过快,导致断开相电压与电抗器电流没有明显拍频现象,此时可采用非拍频特征判据实现故障性质识别。大量ATP仿真与物理实验模型仿真验证了上述理论分析的正确性。
【文章来源】：电力自动化设备. 2014,34(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
衰减时间常数与电抗器阻抗角关系02T／s88.0φL／（°）88.589.089.590.0
?缈蛊鞯缌鞑淮嬖谂钠迪?象。为分析方便，先不考虑健全相对断开相电磁耦合影响，对应的断开相等值网络如图7所示，图中箭头表示两支路电流流向，UN、UR分别为Lp两侧的节点电压。当并联补偿度Kp和相间补偿度Km一致时，此时断开相并联电抗器的工频电压近似为零，具体推导过程如下。图4衰减时间常数与电抗器阻抗角关系Fig.4Relationshipbetweenattenuationtimeconstantandreactorimpedanceangle402T／s88.0φL／（°）88.589.089.590.01000kV，*750kV，500kV，330kV图5衰减时间常数与线路长度的关系Fig.5Relationshipbetweenattenuationtimeconstantanddifferentlinelength301T／s100线路长度／km4001000**********7002图6衰减时间常数与线路补偿度的关系Fig.6Relationshipbetweenattenuationtimeconstantandcompensationdegree1.50T0.5／s0.50.60.70.80.91.0Kp（a）T随Kp的变化（Km=70%）******1.01000kV，*750kV，500kV，330kV1.501.0T／s0.50.60.70.80.91.0Km（b）T随Km的变化（Kp=70%）******0.5第34卷电力自动化设备
15-150幅值／V2.83.03.23.43.63.8t／s（a）端电压15.0-10.0幅值／V3.8t／s（b）电抗器电流图14物理实验仿真录波Fig.14Recordedwaveformsofphysicalexperimentsimulation2.52.83.03.23.43.6时，低频分量频率接近50Hz，恢复电压阶段拍频周期长达0.5s，在较短数据窗（20~40ms）内拍频现象不明显。c.设并联补偿度与相间补偿度相等，如Kp=Km=70%，两端电源电势相角差θ=0°。仿真计算结果如图11所示，主要分量如表3所示。由图11和表3知，若忽略健全相电磁耦合的影响（即电势角差θ=0°），并联补偿度和相间补偿度相等时，端电压存在明显拍频现象，但并联电抗器电流工频分量幅值只有低频分量幅值的10%，因此基本不存在拍频现象；与前节的理论分析基本一致。2.2物理实验仿真由于实验室条件有限，以图8所示输电系统为原型系统，自行设计并建立了输电线路微型物理仿真系统，微型线路模型由6个Π型电路串联而成，采用LabVIEW+MATLAB进行故障数据录波与分析。物理仿真系统模型如图12所示，Π线路模型结构如图13所示。图13中，R1、X1、Cm、C0分别为经模型比例变换后的线路正序电阻、正序电感、相间电容和零序电容；RD、XD分别为比例变换后的接地电阻和零序补偿电感。利用物理模型仿真系统进行A相瞬时故障实验，并联补偿度Kp=85%，相间补偿度Km=90%，模型负荷电流I＝0.53A（对应的原型系统负荷电流为2120A），仿真结果见图14（数据采集卡以电压形式读取电流器电流，其差分模式时的电压输入范围为图13线路Π型模型Fig.13StructureofΠmodelR1A相B相C相地线C0CmRDX1XDC0Cm表3电气量主要分?
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据[J]. 邵文权,章霄微,宋江喜,南树功,李彦斌. 高电压技术. 2013(03)
[2]并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响[J]. 郑涛,刘敏,郭飞. 电力自动化设备. 2012(05)
[3]带并联电抗器的超/特高压输电线路的单相重合闸新方案[J]. 石光,邵文权,郭耀珠,刘巍,宋国兵,索南加乐,陈福锋. 电力自动化设备. 2011(07)
[4]基于故障相并联补偿电流变化特征的单相自适应重合闸[J]. 郑涛,刘敏,董淑惠. 电力系统自动化. 2011(10)
[5]带并联电抗器的特高压输电线路故障性质识别[J]. 程玲,宋秭霖. 电网技术. 2010(08)
[6]带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据[J]. 石光,邵文权,郭耀珠,刘巍,索南加乐,宋国兵. 电力系统保护与控制. 2010(08)
[7]带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸新算法[J]. 曹芬,何奔腾. 电力系统自动化. 2009(23)
[8]基于小波包能量熵判别的高压输电线路单相自适应重合闸[J]. 张园园,龚庆武,陈道君,郑秀玉,施希. 电力自动化设备. 2009(09)
[9]基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸[J]. 张园园,龚庆武. 电力自动化设备. 2009(07)
[10]超高压有并联电抗器线路无故障重合闸研究[J]. 陆岩,郑玉平,沈军,吴通华,张哲,李九虎,曹小拐. 电力系统自动化. 2008(06)
本文编号：3442296
【文章来源】：电力自动化设备. 2014,34(05)北大核心EICSCD
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
衰减时间常数与电抗器阻抗角关系02T／s88.0φL／（°）88.589.089.590.0
?缈蛊鞯缌鞑淮嬖谂钠迪?象。为分析方便，先不考虑健全相对断开相电磁耦合影响，对应的断开相等值网络如图7所示，图中箭头表示两支路电流流向，UN、UR分别为Lp两侧的节点电压。当并联补偿度Kp和相间补偿度Km一致时，此时断开相并联电抗器的工频电压近似为零，具体推导过程如下。图4衰减时间常数与电抗器阻抗角关系Fig.4Relationshipbetweenattenuationtimeconstantandreactorimpedanceangle402T／s88.0φL／（°）88.589.089.590.01000kV，*750kV，500kV，330kV图5衰减时间常数与线路长度的关系Fig.5Relationshipbetweenattenuationtimeconstantanddifferentlinelength301T／s100线路长度／km4001000**********7002图6衰减时间常数与线路补偿度的关系Fig.6Relationshipbetweenattenuationtimeconstantandcompensationdegree1.50T0.5／s0.50.60.70.80.91.0Kp（a）T随Kp的变化（Km=70%）******1.01000kV，*750kV，500kV，330kV1.501.0T／s0.50.60.70.80.91.0Km（b）T随Km的变化（Kp=70%）******0.5第34卷电力自动化设备
15-150幅值／V2.83.03.23.43.63.8t／s（a）端电压15.0-10.0幅值／V3.8t／s（b）电抗器电流图14物理实验仿真录波Fig.14Recordedwaveformsofphysicalexperimentsimulation2.52.83.03.23.43.6时，低频分量频率接近50Hz，恢复电压阶段拍频周期长达0.5s，在较短数据窗（20~40ms）内拍频现象不明显。c.设并联补偿度与相间补偿度相等，如Kp=Km=70%，两端电源电势相角差θ=0°。仿真计算结果如图11所示，主要分量如表3所示。由图11和表3知，若忽略健全相电磁耦合的影响（即电势角差θ=0°），并联补偿度和相间补偿度相等时，端电压存在明显拍频现象，但并联电抗器电流工频分量幅值只有低频分量幅值的10%，因此基本不存在拍频现象；与前节的理论分析基本一致。2.2物理实验仿真由于实验室条件有限，以图8所示输电系统为原型系统，自行设计并建立了输电线路微型物理仿真系统，微型线路模型由6个Π型电路串联而成，采用LabVIEW+MATLAB进行故障数据录波与分析。物理仿真系统模型如图12所示，Π线路模型结构如图13所示。图13中，R1、X1、Cm、C0分别为经模型比例变换后的线路正序电阻、正序电感、相间电容和零序电容；RD、XD分别为比例变换后的接地电阻和零序补偿电感。利用物理模型仿真系统进行A相瞬时故障实验，并联补偿度Kp=85%，相间补偿度Km=90%，模型负荷电流I＝0.53A（对应的原型系统负荷电流为2120A），仿真结果见图14（数据采集卡以电压形式读取电流器电流，其差分模式时的电压输入范围为图13线路Π型模型Fig.13StructureofΠmodelR1A相B相C相地线C0CmRDX1XDC0Cm表3电气量主要分?
【参考文献】：
期刊论文
[1]特高压交流输电线路单相重合闸无故障识别电压电流组合判据[J]. 邵文权,章霄微,宋江喜,南树功,李彦斌. 高电压技术. 2013(03)
[2]并联电抗器中性点小电抗的选择及其对单相自适应重合闸的影响[J]. 郑涛,刘敏,郭飞. 电力自动化设备. 2012(05)
[3]带并联电抗器的超/特高压输电线路的单相重合闸新方案[J]. 石光,邵文权,郭耀珠,刘巍,宋国兵,索南加乐,陈福锋. 电力自动化设备. 2011(07)
[4]基于故障相并联补偿电流变化特征的单相自适应重合闸[J]. 郑涛,刘敏,董淑惠. 电力系统自动化. 2011(10)
[5]带并联电抗器的特高压输电线路故障性质识别[J]. 程玲,宋秭霖. 电网技术. 2010(08)
[6]带并联电抗器输电线路单相故障性质识别判据[J]. 石光,邵文权,郭耀珠,刘巍,索南加乐,宋国兵. 电力系统保护与控制. 2010(08)
[7]带并联电抗器的超高压输电线路单相自适应重合闸新算法[J]. 曹芬,何奔腾. 电力系统自动化. 2009(23)
[8]基于小波包能量熵判别的高压输电线路单相自适应重合闸[J]. 张园园,龚庆武,陈道君,郑秀玉,施希. 电力自动化设备. 2009(09)
[9]基于并联电抗器电流判别的超高压输电线路单相自适应重合闸[J]. 张园园,龚庆武. 电力自动化设备. 2009(07)
[10]超高压有并联电抗器线路无故障重合闸研究[J]. 陆岩,郑玉平,沈军,吴通华,张哲,李九虎,曹小拐. 电力系统自动化. 2008(06)
本文编号：3442296
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