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电力系统线路跳闸判据及仿真研究

作　者: 张文
导　师: 周良松
学　校: 华中科技大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 无故障跳闸判据电磁暂态过程频变传输线模型三机九节点仿真系统
分类号: TM743
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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引　用: 2次
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内容摘要

对系统状态的正确判断是稳控装置正确动作的前提,基于电气量的无故障跳闸判据是稳控装置中的重要环节。无故障跳闸判据的技术难点在于区分潮流转移与线路跳闸,正确识别线路对侧的无故障跳闸,保证系统振荡时判据的正确动作。本文的主要内容为:1、研究了电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC的算法,归纳总结了电磁暂态计算中的几种线路模型以及各自的适用范围,对频变传输线模型进行了详细仿真研究。2、提出应将频变相量模型应用到线路跳闸判据的仿真研究中,这样不仅可使仿真结果精确可靠,而且所搭建的仿真系统适用于各种复杂的电磁暂态过程。频变相量模型的引入,解决了线路跳闸仿真研究中线路模型不统一,仿真结果可靠性不高的问题。3、提出了基于电气量的无故障跳闸判据,此判据全面考虑了系统的各种工况,充分利用了跳闸时各电气量变化的特征。与传统判据相比,此判据在以下几方面有了较大的改进:引入三相采样值算法计算电气量有效值,用有效值的变化率来区分线路跳闸与潮流转移;提出用测量阻抗来识别线路对侧跳闸,用来解决长线路对侧跳闸时无功电流较大,传统判据难以正确动作的问题;提出用双动作区识别测量阻抗的变化率,用双动作区的穿越时间来区分线路跳闸和系统失步振荡,同时识别振荡时的无故障跳闸。4、使用PSCAD/EMTDC搭建三机九节点仿真系统,其中的线路模型选用频变相量模型,通过大量仿真,得到了线路跳闸、潮流转移、失步振荡等各种情况下的波形数据。5、编写程序实现本文提出的无故障跳闸判据,将仿真得到的数据以及稳控装置的现场录波数据代入程序进行计算,运行结果表明,在各种系统工况下,判据均可以识别无故障跳闸,不会发生误动或拒动。该判据已经可以交付实际使用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 课题的提出  8
  1.2 研究现状  8-9
  1.3 本文的主要工作  9-11
2 基于PSCAD  11-24
  2.1 引言  11
  2.2 电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC  11-13
    2.2.1 PSCAD/EMTDC 的典型应用  11-12
    2.2.2 PSCAD/EMTDC 主程序结构  12-13
  2.3 集中参数元件的电磁暂态等值电路  13-16
  2.4 贝瑞隆线路模型  16-22
    2.4.1 单根线路的模型  16-20
    2.4.2 多导线线路的模型  20-22
  2.5 本章小结  22-24
3 频变传输线理论  24-35
  3.1 引言  24-25
  3.2 传输线方程的解及线路参数  25-27
  3.3 频变模量模型  27-29
  3.4 频变相量模型  29-31
    3.4.1 频域拟合  30
    3.4.2 时域等值  30-31
  3.5 特性阻抗与权函数的等值方法  31-33
    3.5.1 特性阻抗的R、C 等值网络  31-32
    3.5.2 权函数A ( ω) 的等值  32-33
  3.6 本章小结  33-35
4 无故障跳闸判据的评价与改进  35-47
  4.1 基于电气量的无故障跳闸判据  35-40
    4.1.1 基于电气量有效值变化的跳闸判据  35-36
    4.1.2 基于测量阻抗的无故障跳闸判据  36-39
    4.1.3 无故障跳闸判据的评价  39-40
  4.2 电流有效值的计算方法研究  40-42
  4.3 线路对侧跳闸的识别方法研究  42-43
  4.4 系统失步振荡过程中跳闸故障识别方法的研究  43-45
  4.5 判据描述  45
  4.6 本章小结  45-47
5 无故障跳闸判据的仿真验证  47-55
  5.1 仿真系统的搭建  47-49
  5.2 跳闸波形的仿真分析  49-53
  5.3 无故障跳闸判据的实现  53
  5.4 本章小结  53-55
6 全文总结  55-57
  6.1 工作总结  55-56
  6.2 展望  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-62
附录无故障跳闸判据的程序实现  62-77

电力系统线路跳闸判据及仿真研究

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