復(fù)雜同塔線路距離保護(hù)特性研究及仿真分析平臺開發(fā).pdf

1、同塔輸電技術(shù)以其投資成本低、占地面積小、輸電走廊窄等優(yōu)勢，在我國電力系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。為滿足不同輸電走廊和電網(wǎng)建設(shè)的需求，除常見的全程同塔雙回線路外，還衍生出部分同塔、混壓同塔等多種復(fù)雜同塔線路結(jié)構(gòu)。復(fù)雜同塔線路結(jié)構(gòu)形式多樣、故障類型繁多，且特性復(fù)雜，給繼電保護(hù)的動作性能帶來了許多不利影響。距離保護(hù)是輸電線路中應(yīng)用最為廣泛的保護(hù)形式之一，而同塔線路的復(fù)雜故障特性對其性能的影響尤為突出。迄今，針對同塔線路距離保護(hù)已開展了多方面的研究工作，但

2、主要局限于全程同塔雙回結(jié)構(gòu)，對其它復(fù)雜同塔線路保護(hù)的研究相對較少，相關(guān)工作亟需展開。因此，深入開展復(fù)雜同塔線路距離保護(hù)特性研究，對提高保護(hù)的動作性能和應(yīng)用水平，保障電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。
　　復(fù)雜同塔線路故障特性的理論分析極為困難，且難以直接應(yīng)用于保護(hù)性能研究，因此，通過數(shù)字仿真方法對同塔線路保護(hù)性能進(jìn)行分析是一種非常重要的手段。論文根據(jù)復(fù)雜同塔線路的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和保護(hù)分析要求，以PSCAD軟件為核心，

3、提出了一種適用于復(fù)雜同塔結(jié)構(gòu)的線路仿真模型構(gòu)建方法，并解決了不同故障條件自動切換、PSCAD運(yùn)行調(diào)度控制以及仿真數(shù)據(jù)預(yù)處理與保護(hù)功能模塊設(shè)計等難點(diǎn)問題。在此基礎(chǔ)上，開發(fā)了一套復(fù)雜同塔線路保護(hù)動作特性仿真分析平臺，通過仿真算例驗證了該平臺的正確性。所開發(fā)的仿真平臺為后續(xù)開展復(fù)雜同塔線路保護(hù)原理研究及適用性評估提供了有力的分析工具。
　　針對全程同塔雙回線路，深化研究了距離保護(hù)測量阻抗元件和選相元件的動作特性。論文分別從跨線接地故障和

4、跨線不接地故障出發(fā)，對同塔雙回線路的故障特征以及不同零序補(bǔ)償系數(shù)下的測量阻抗變化特點(diǎn)進(jìn)行了分析?；谒_發(fā)的保護(hù)分析平臺，對距離保護(hù)常用的多邊形特性和正序電壓極化特性的動作行為進(jìn)行了全面的仿真分析，對可能存在的主要問題進(jìn)行了歸納總結(jié)，給出了全程同塔雙回線路距離保護(hù)的應(yīng)用建議。此外，為克服現(xiàn)有選相方案功能不完善甚至誤選相的問題，提出了一種基于電壓量和本線故障相判斷的選相新方案，通過單回線故障和復(fù)雜跨線故障的數(shù)字仿真，驗證了該選相方案的正確

5、性。
　　考慮同塔線路結(jié)構(gòu)的差異性，對距離保護(hù)應(yīng)用于部分同塔雙回線路的適用性展開了研究。在研究中，分別考慮線路各側(cè)電源強(qiáng)弱、分裂端母線間聯(lián)系阻抗等因素的影響，對跨線故障時共母端和分裂端的故障特征、測量阻抗值的變化特點(diǎn)以及跨線不接地故障時零序測量電壓特征進(jìn)行了理論分析。在此基礎(chǔ)上，對多邊形特性和正序電壓極化特性阻抗元件以及本文所提出的選相方案應(yīng)用于部分同塔雙回線路時的動作性能進(jìn)行了全面的仿真研究，對存在的問題進(jìn)行了總結(jié)分析。

6、　　針對同壓同塔四回線路，分析了不同運(yùn)行方式下，采用單回線零序補(bǔ)償系數(shù)時，距離保護(hù)測量阻抗誤差的變化特點(diǎn)，據(jù)此給出了距離保護(hù)的整定建議。此外，考慮不同組線路間跨線故障、多回跨線故障等故障條件，分別針對全程同塔方式和中段部分同塔方式，對同塔雙回距離保護(hù)方案應(yīng)用于同壓同塔四回線路時的適應(yīng)性展開了詳細(xì)的仿真分析，指出了在實際應(yīng)用中可能存在的主要問題，并對同壓同塔四回線路保護(hù)配置方案和距離保護(hù)的合理應(yīng)用進(jìn)行了討論分析。
　　混壓同塔四回線

7、路發(fā)生混壓跨線故障時，由于不同電壓等級電網(wǎng)間的相互影響，其故障特征更為復(fù)雜，對距離保護(hù)性能的影響更大。論文針對各種混壓跨線接地和不接地故障，分析了高、低電壓等級線路距離保護(hù)測量阻抗的變化特點(diǎn)以及可能對保護(hù)動作性能帶來的不利影響。在此基礎(chǔ)上，借助仿真分析平臺，對距離保護(hù)，包括測量阻抗元件和選相元件，應(yīng)用于混壓全程同塔和部分同塔四回線路時的動作特性進(jìn)行了分析評估，歸納總結(jié)了存在的主要問題，以為距離保護(hù)的實際應(yīng)用提供參考。
　　論文最后