基于分布參數(shù)模型的特高壓直流輸電線路保護和測距研究.pdf

1、高壓直流輸電線路作為大區(qū)域聯(lián)網(wǎng)的聯(lián)絡(luò)線及大功率傳輸線,輸送距離遠,其安全性和可靠性將直接影響本系統(tǒng)及與其連接的區(qū)域電網(wǎng)甚至整個電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。直流輸電線路是直流系統(tǒng)故障率最高的元件,多為極對地故障,但線路保護的正確動作率僅50％左右,近一半的線路故障由控制系統(tǒng)響應動作,造成線路不必要的停運;若不借助故障測距設(shè)備則難以查找直流輸電線路故障點,因此研究高壓直流輸電線路的保護和測距方法具有重要意義。根據(jù)直流輸電線路故障后無穩(wěn)定的工頻量的特點,

2、需要研究一種能夠利用故障暫態(tài)信號、適合于直流輸電線路保護和故障測距的方法。
　　本文搭建了特高壓直流輸電系統(tǒng)模型,通過正常運行及多種故障的仿真結(jié)果表明,該數(shù)值仿真模型能準確的反映直流輸電線路正常和暫態(tài)運行特征。鑒于傳統(tǒng)線路模型的不足,本文采用一種考慮高階無窮小量的線路分布參數(shù)模型,該模型充分考慮了直流輸電線路的分布參數(shù)特性,能利用故障暫態(tài)過程的瞬時值進行保護和測距算法的研究。
　　本文基于該分布參數(shù)模型提出一種直流輸電線路保

3、護算法。輸電線內(nèi)部無故障時(包括正常運行和區(qū)外故障),由線路一端的電氣量根據(jù)該模型的高階微分方程推導得到的對端電流量與對端電流測量值基本相等;若線路內(nèi)部故障,則根據(jù)該模型的高階微分方程推導得到的對端電流量與對端電流測量值差異較大,本文利用這一差別區(qū)分線路內(nèi)部和外部故障。本文算法在原理上考慮了分布電容的影響,通過仿真與傳統(tǒng)的直流電流差動保護和貝瑞隆模型保護進行對比分析,結(jié)果表明該算法耐高阻能力強,能較好的選擇故障極,提高了保護靈敏度。

4、r>　　本文基于該分布參數(shù)模型提出一種直流輸電線路單極接地故障測距方法。該方法將線路兩端的同步電壓、電流故障信息經(jīng)相模變換后,分別從線路兩端計算沿線1模電壓分布,并找到其差值最小時對應的距離,該距離即為實際故障距離。通過設(shè)置不同的采樣頻率、接地點過渡電阻和故障位置,仿真結(jié)果表明本文測距方法測距精度基本不受接地點過渡電阻和故障位置的影響;與基于貝瑞隆模型的雙端測距算法進行對比分析,結(jié)果表明本文算法所需采樣頻率低,抗噪聲能力強,測距結(jié)果更加