發(fā)布時間：2020-05-10 15:51

【摘要】：為節(jié)約輸電走廊并提高輸送容量,地區(qū)電網(wǎng)中開始推廣架設(shè)同塔四回輸電線路,這也對繼電保護提出了新的要求。不同于傳統(tǒng)架空輸電線路,同塔四回線的電磁耦合關(guān)系極為復(fù)雜,故障期間存在電氣聯(lián)系與磁耦合的競爭關(guān)系,隨故障條件的改變,電磁競爭狀態(tài)也會發(fā)生變化,這給繼電保護工作的開展帶來了極大的困難。從統(tǒng)計到的事故來看,零序互感和跨線故障是影響保護裝置不正確動作的兩大因素。一方面,由于地區(qū)電網(wǎng)中現(xiàn)有的同塔四回線大多為改造線路,零序互感參數(shù)實測存在困難,整定計算中只能對互感作忽略處理或根據(jù)經(jīng)驗粗略估算,從而降低了整定計算的精度,這是當(dāng)前繼電保護工作中的薄弱環(huán)節(jié)之一。另一方面,同塔四回線中跨線故障種類繁多,而現(xiàn)有的繼電保護裝置大多參照單回線單端電氣量構(gòu)造判據(jù),無法準(zhǔn)確應(yīng)對跨線故障帶來的挑戰(zhàn),這是當(dāng)前繼電保護工作中的另一個薄弱環(huán)節(jié)。工程現(xiàn)場中,距離保護(相間距離、接地距離)在架空輸電網(wǎng)絡(luò)中重要性非常高且應(yīng)用廣泛,但保護側(cè)感受到的測量阻抗在零序互感和跨線故障的影響下,容易偏離線路阻抗的實際值造成不正確動作。此外,目前并未有專門的評價體系對保護系統(tǒng)的安全性進行多維度立體地評估,難以集中全面地發(fā)現(xiàn)保護系統(tǒng)中存在的各種問題。因此,亟需針對地區(qū)電網(wǎng)同塔四回輸電系統(tǒng)中繼電保護的薄弱環(huán)節(jié)展開研究,以響應(yīng)經(jīng)濟高速發(fā)展和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的共同要求。針對同塔線路中零序參數(shù)的規(guī)律研究,本文首先研究了土壤電阻率、桿塔結(jié)構(gòu)、呼高及弧垂等因素變化對同塔線路中零序參數(shù)的影響規(guī)律。研究表明,除公認的土壤電阻率外,桿塔結(jié)構(gòu)亦對同塔線路的零序參數(shù)有顯著影響。對于同塔四回線路中靠近大地的回線,其零序自電抗值要明顯大于靠近架空地線的回線。在此基礎(chǔ)上,探討了同塔輸電線路零序互感/自感比值隨土壤電阻率的變化規(guī)律,進而提出了一種根據(jù)電壓等級和桿塔結(jié)構(gòu)的零序互感預(yù)估方法。PSCAD仿真驗證了利用細分比值估算同塔多回線路零序互感的良好魯棒性,其計算精度滿足工程要求。針對相間距離保護的研究,本文著眼于同塔線路中相間距離保護的安全性,首先對共端線路發(fā)生跨線故障的特殊性進行了分析,進而結(jié)合故障下的零序附加網(wǎng)絡(luò),推導(dǎo)了不同跨線情形下相間測量阻抗的表達式,并以此為基礎(chǔ)對相間距離保護的動作特性進行了分析。研究發(fā)現(xiàn),故障線路中的健全相在鄰線同名故障相的影響下,會與本線故障相共同表現(xiàn)出“相間短路”的故障特征,其相間測量阻抗與故障位置之間表現(xiàn)為過原點的一次函數(shù)關(guān)系,極易引起相間距離保護誤動作于健全相,造成“一相故障,一回線被切除”的嚴(yán)重后果。基于實際220/110kV同塔四回線參數(shù),在PSCAD中建立了對應(yīng)的線路模型,對理論分析結(jié)果進行了驗證。最后,給出了相應(yīng)的保護應(yīng)對措施。針對接地距離保護的研究,本文首先對同塔四回線中測量阻抗的表達式進行了推導(dǎo),指出測量阻抗隨故障位置的變化存在非線性變化的可能,并對非線性現(xiàn)象進行了初探。在此基礎(chǔ)上,探討了故障相測量阻抗非線性變化的產(chǎn)生機理、測量阻抗非線性變化時接地距離保護動作的情況,以及特殊跨線故障下測量阻抗的激增行為。最后,從工程實用化的角度出發(fā),分析了現(xiàn)場中影響非線性變化規(guī)律的主要因素,研究了電源強弱組合、線路潮流以及同塔架設(shè)比例對測量阻抗非線性變化現(xiàn)象的影響規(guī)律。針對保護系統(tǒng)安全性評估平臺的研究,本文設(shè)計了一種同塔四回輸電線路保護性能評估系統(tǒng),其主體結(jié)構(gòu)涵蓋當(dāng)前同塔四回輸電線路的所有架設(shè)形式,并能靈活可調(diào)以適應(yīng)實際線路結(jié)構(gòu)。輸入線路結(jié)構(gòu)參數(shù)、接入電網(wǎng)信息等數(shù)據(jù)后,系統(tǒng)自動進行故障掃描,根據(jù)各種故障情形下保護的動作情況加權(quán)計算出對應(yīng)的保護性能評估值,給出最惡劣情況下保護系統(tǒng)的安全性評估結(jié)果,實現(xiàn)對保護整定的合理性、新型保護原理或?qū)Σ叩膶嵱眯�、系統(tǒng)運行及線路檢修方式的安全性等進行合理評估。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM75;TM77

【參考文獻】

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本文編號：2657537