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特高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究

作　者: 刘浩芳
导　师: 王增平
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 分布电容分相电流差动保护暂态电流保护能量方向保护单相自适应重合闸
分类号: TM773
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
下　载: 844次
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内容摘要

随着特高压交流试验示范工程得到国家核准,中国特高压输电工作已经进入了工程实施阶段。特高压输电线路输电距离远、输电容量大,其安全稳定运行于电网至关重要。因此研究特高压输电线路的继电保护新原理及自适应重合闸技术具有重要的现实意义。本论文主要内容包括以下几个方面:(1)提出了基于分布参数的分相电流差动保护新原理,该原理本质在于实时计算线路的故障点电流,因此其性能基本不受分布电容的影响。提出其工程算法以减少运算量,确保其速动性。采取并联电抗器电流补偿措施后,该保护亦适用于带并联电抗器的特高压输电线路。(2)研究了基于高低频段能量比的暂态电流保护在超高压及特高压输电线路上的应用情况。该原理的保护在超高压输电线路上的应用研究表明,若选择较高频段作为低频段,则可提高保护对故障接地电阻及故障时刻的自适应性。由于特高压输电线路母线杂散电容一般较超高压输电线路母线杂散电容要小,且高频量沿特高压输电线路传播时衰减更为严重,因此该原理的暂态电流保护直接应用于特高压输电线路时性能将变差。(3)为了提高保护动作速度,本文提出了适用于特高压输电线路的改进能量方向保护算法。采用改进算法后,能量方向保护可在故障后的整个时段内均能准确判断故障方向。该改进算法原理简单,且可适用于带并联电抗器的特高压输电线路。(4)提出了两种适用于不带并联电抗器的特高压输电线路的单相自适应重合闸判据,即基于断开相电压与两健全相电压和的幅值关系和相位关系的综合判据及基于断开相电压与两健全相电压和的沿线相似性、利用改进相关系数来判断故障性质的判据。综合判据适用于较短的特高压输电线路,而基于改进相关法的判据亦适用于较长的特高压输电线路。(5)提出了两种新拍频判据以更加快速地判断带并联电抗器的特高压输电线路上单相接地故障的性质。两种拍频判据的本质均为消除断开相电量中的基波量以判断是否存在自由分量,从而判断故障性质。第一种拍频判据是利用相隔n个基波周波的两基波周波量相减来消除基波量。第二种拍频判据则是利用正弦函数的正交性来消除基波量。

全文目录

中文摘要  5-6
英文摘要  6-11
第一章绪论  11-21
  1.1 引言  11
  1.2 特高压输电线路保护及自适应重合闸技术的发展现状  11-19
    1.2.1 输电线路分相电流差动保护的发展现状  11-13
    1.2.2 输电线路单端全线速动暂态电流保护的发展现状  13-14
    1.2.3 输电线路能量方向保护的发展现状  14-15
    1.2.4 输电线路单相自适应重合闸技术的发展现状  15-19
  1.3 论文的主要工作  19-21
第二章超/特高压输电线路分布参数的计算  21-37
  2.1 电容参数的计算  21-24
    2.1.1 电容参数的精确计算方法  21-23
    2.1.2 输电线路电容参数简化计算方法  23-24
    2.1.3 编程计算结果  24
  2.2 特高压输电线路电抗参数的计算  24-28
    2.2.1 精确计算方法  25-27
    2.2.2 工频时的编程计算结果  27-28
  2.3 不同频率信号作用下特高压输电线路的参数  28-32
  2.4 不同频率信号作用下超高压输电线路的参数  32-36
  2.5 特高压输电线路模型的建立  36
  2.6 小结  36-37
第三章基于分布参数的特高压输电线路分相电流差动保护  37-52
  3.1 特高压输电线路的特殊问题  37
  3.2 基于分布参数的特高压输电线路分相电流差动保护新原理  37-45
    3.2.1 输电线路沿线各点电压电流的计算  37-39
    3.2.2 输电线路正常运行时沿线各点计算电压电流的关系  39-40
    3.2.3 输电线路区外故障时沿线各点计算电压电流的关系  40-41
    3.2.4 输电线路区内故障时沿线各点计算电压电流的关系  41-44
    3.2.5 基于分布参数的特高压输电线路分相电流差动保护新原理  44-45
  3.3 工程算法  45-47
    3.3.1 双曲函数的工程计算方法  45-47
    3.3.2 新型差动保护在带并联电抗器的输电线路上的应用  47
    3.3.3 故障点定位的工程算法  47
  3.4 仿真测试  47-51
    3.4.1 不带并联电抗器的特高压输电线路仿真结果  47-51
    3.4.2 带并联电抗器的特高压输电线路仿真结果  51
  3.5 小结  51-52
第四章单端暂态电流保护在超/特高压输电线路上的应用  52-66
  4.1 引言  52
  4.2 利用高低频段能量比的暂态电流保护基本原理  52-58
    4.2.1 未装串补的超高压输电线路波过程分析  52-55
    4.2.2 装设固定串补的超高压线路波过程的分析  55-58
  4.3 保护判据  58
  4.4 超高压输电线路暂态电流保护仿真测试  58-61
  4.5 暂态电流保护在特高压输电线路上的应用探讨  61-64
  4.6 小结  64-66
第五章改进能量方向保护在特高压输电线路上的应用研究  66-83
  5.1 引言  66
  5.2 能量方向保护的基本原理及其存在问题  66-72
    5.2.1 能量方向保护的基本原理  66-67
    5.2.2 能量方向保护存在的问题  67-72
  5.3 改进能量方向保护原理  72-75
    5.3.1 稳态情况的分析  72-73
    5.3.2 改进能量方向保护算法的提出  73-74
    5.3.3 考虑电路暂态过程后改进能量方向保护性能的分析  74-75
  5.4 改进能量方向保护在特高压输电线路上的应用  75-78
    5.4.1 在不带并联电抗器的特高压输电线路上的应用  75-77
    5.4.2 在带并联电抗器的特高压输电线路上的应用  77-78
  5.5 仿真测试  78-82
    5.5.1 不带并联电抗器的特高压输电线路的仿真测试结果  78-82
    5.5.2 带并联电抗器的特高压输电线路的仿真测试结果  82
  5.6 小结  82-83
第六章不带并联电抗器的特高压输电线路单相自适应重合闸技术  83-98
  6.1 引言  83-84
  6.2 幅值与相位综合判据  84-90
    6.2.1 基本原理  84-88
    6.2.2 仿真测试  88-89
    6.2.3 本判据小结  89-90
  6.3 基于改进型相关法的单相自适应重合闸新判据  90-97
    6.3.1 基本原理  90-96
    6.3.2 仿真测试  96-97
    6.3.3 本判据小结  97
  6.4 小结  97-98
第七章带并联电抗器的特高压输电线路单相自适应重合闸技术  98-111
  7.1 引言  98-99
  7.2 自由分量频率的计算  99-100
  7.3 新的拍频判据1  100-105
    7.3.1 基本原理  100-105
    7.3.2 仿真测试  105
  7.4 新的拍频判据2  105-111
    7.4.1 基本原理  105-110
    7.4.2 仿真测试  110-111
  7.5 小结  111
第八章结论  111-114
参考文献  114-123
致谢  123-124
攻读博士学位期间发表的学术论文  124-125
攻读博士学位期间参加的科研工作  125-126
详细摘要  126-145

特高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究

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