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)電網中開始推廣架設同塔四回輸電線路,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系極為復雜,故障期間存在電氣聯(lián)系與磁耦合的競爭關系,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經驗粗略估算,從而降低了整定計算的精度,這是當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造判據,無法準確應對跨線故障帶來的挑戰(zhàn),這是當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)在架空輸電網絡中重要性非常高且應用廣泛,但保護側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,以響應經濟高速發(fā)展和電網安全穩(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、桿塔結構、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,桿塔結構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電壓等級和桿塔結構的零序互感預估方法。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,進而結合故障下的零序附加網絡,推導了不同跨線情形下相間測量阻抗的表達式,并以此為基礎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中建立了對應的線路模型,對理論分析結果進行了驗證。最后,給出了相應的保護應對措施。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,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。在此基礎上,探討了故障相測量阻抗非線性變化的產生機理、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),其主體結構涵蓋當前同塔四回輸電線路的所有架設形式,并能靈活可調以適應實際線路結構。輸入線路結構參數(shù)、接入電網信息等數(shù)據后,系統(tǒng)自動進行故障掃描,根據各種故障情形下保護的動作情況加權計算出對應的保護性能評估值,給出最惡劣情況下保護系統(tǒng)的安全性評估結果,實現(xiàn)對保護整定的合理性、新型保護原理或對策的實用性、系統(tǒng)運行及線路檢修方式的安全性等進行合理評估。
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM75;TM77

【參考文獻】

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本文編號：2657537