基于電流相位比較原理的站域保護研究.pdf

1、隨著智能電網(wǎng)技術(shù)的不斷完善，智能變電站的應(yīng)用也將越來越廣泛，它解決了傳統(tǒng)階梯式后備保護很多問題，比如整定困難，延時長等。在對智能變電站構(gòu)建方案以及相應(yīng)保護算法的研究上，國內(nèi)學(xué)者主要針對集中式保護結(jié)構(gòu)進行了大量的探索，利用智能變電站能夠?qū)崿F(xiàn)全站各種信息共享的優(yōu)勢來對變電站站域式保護進行優(yōu)化。傳統(tǒng)電流相差高頻保護憑借能抵御系統(tǒng)振蕩、在系統(tǒng)非全相運行狀態(tài)下也能正常工作、構(gòu)造精簡、不需要采集電壓等方面的優(yōu)勢，一直作為超高壓輸電線路的主保護。因此

2、，將電流相位比較原理應(yīng)用于變電站站域保護當中，利用相差保護的優(yōu)勢來進一步提高站域保護的“四性”是有理論和現(xiàn)實意義的?；谶@些原因，本文利用分相電流突變量相位和序電流相位比較原理，對站域保護的實現(xiàn)方案進行深入研究。
　　文章首先簡述了智能電網(wǎng)、智能變電站的歷史以及發(fā)展狀況，并對比了各國的進展，發(fā)現(xiàn)各國雖然對智能電網(wǎng)研究的側(cè)重不同，但是對于電網(wǎng)性能的描述以及對其追求目標是相同的，即建設(shè)安全、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的新型電網(wǎng)。本文介紹了國內(nèi)外

3、學(xué)者對站域保護的研究現(xiàn)狀，包括集中式保護、分布式保護以及站域保護算法；總結(jié)了近年來國內(nèi)對變電站智能化技術(shù)的工程應(yīng)用現(xiàn)狀：對于220kV等級以上變電站，不對其進行過程層改造，而對間隔層以上應(yīng)用IEC61850標準模式；對于低于220kV電壓等級的情況，則將IEC61850標準模式應(yīng)用到過程層及以上。
　　其次，本文在分析傳統(tǒng)后備保護的缺陷；介紹現(xiàn)有數(shù)字化變電站的結(jié)構(gòu)特點；研究適用于變電站系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，提出了分電壓等級獨立配

4、置保護的變電站站域保護構(gòu)建方案，即保留一套傳統(tǒng)主保護，配置兩套站域主后備保護。同時，采用雙星型網(wǎng)絡(luò)設(shè)計了針對不同電壓等級的站域保護系統(tǒng)過程層組網(wǎng)方案。
　　本文簡述了傳統(tǒng)相差高頻原理并分析其優(yōu)缺點，具體研究了應(yīng)用分相?I、序電流相位比較原理在變電站中線路、母線、變壓器的方案和可行性，從而提出了利用電流相位比較原理的站域保護方案。研究了一種新的原理實現(xiàn)方式，即利用捕捉正弦波起始點從而確定斷路器采集到的電流相位關(guān)系的方法來計算相應(yīng)電流

5、的相位差。提出了站域保護的跳閘策略并針對變電站特殊問題，如拓撲識別、TA飽和、變壓器勵磁涌流、斷路器失靈，提出了此原理的解決方案。
　　最后，文章利用PSCAD/EMTDC建立變電站拓撲結(jié)構(gòu)并對設(shè)計方案進行仿真研究，以Visual Studio為程序開發(fā)平臺，編寫C++和Fortran代碼，嵌入PSCAD/EMTDC仿真平臺，與構(gòu)建的電力系統(tǒng)模型一起，構(gòu)成與實際保護運行特性一致的仿真平臺。通過仿真單點故障、斷路器失靈、通訊失靈等狀