基于电压模量分解的特高压直流线路行波保护

摘要

近年来，随着特高压技术的发展，特高压直流输电工程不断增加，特高压输电具有的输送容量大、距离远、效率高的特点越来越突出，同时对特高压保护性能的要求越来越高，特别是对线路保护的要求。目前，特高压直流输电系统主要是以行波保护作为线路的主保护，行波保护具有选择性、响应速度快、数据采样周期短等优点，而且行波在传播过程中受系统振荡和互感器饱和的影响较小。然而实际工程中应用的行波保护装置存在可靠性不高，容易误动作等问题；在理论研究方面，当前直流输电线路保护的研究多集中于应用新的算法来提高继电装置动作的速度和运用新的数学方法分析故障信息以提高保护的可靠性。但是，在实际运行的系统中，通过一系列算法来提高行波保护的可靠性会有一定的局限性，同时算法的使用对系统运行条件有一定的要求，限制了新的保护判据的应用和推广。
　　本文分析了特高压直流线路行波保护的应用现状和发展前景，同时对直流线路行波理论和其传播特性进行了介绍，结合实际工程中所应用的行波保护方案，分析了现有行波保护判据的优缺点。基于PSCAD/EMTDC软件的基础，对特高压直流输电系统进行了简单介绍，并对行波保护的典型故障进行了仿真分析，在此基础上，通过对故障电压线模分量和地模分量的分解，分析了线路区内区外故障判据，并提出故障极选择判据，从而得出行波保护的动作方程并进行整定计算。同时，分析了过渡电阻对保护判据的影响。最后，按照所提保护判据搭建了一套逻辑控制装置，并对线路故障进行仿真分析，仿真结果验证了该判据的有效性。

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1 绪论

1.1 论文的研究背景和意义

1.2特高压直流输电的现状和发展前景

1.3直流输电线路行波保护的现状和应用

1.4 本文主要工作

2 特高压直流输电行波保护与动态特性分析

2.1 引言

2.2线路故障行波理论

2.3 行波的传播特性分析和模量分解

2.4 行波保护特征量动态特性分析

2.5 行波保护判据分析

2.6 本章小结

3 特高压直流输电系统仿真模型与故障仿真分析

3.1 PSCAD/EMTDC仿真软件简介

3.2 特高压直流输电系统仿真模型

3.2 特高压直流输电控制方式

3.3行波保护典型故障仿真分析

3.4本章小结

4 基于电压模量分解的直流线路行波保护

4.1 引言

4.2 基于电压模量分解的行波保护判据

4.3行波保护流程图及动作方程

4.4过渡电阻对行波保护判据的影响

4.5 仿真验证

4.6 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 后续工作

参考文献

个人简历、在学期间发表学术论文

致谢