同杆双回线一体化保护与准三相运行研究

摘要

随着电力需求增长，同杆并架输电线因其出线走廊窄、输电容量大、供电可靠性高等优点在人多地少的国家和地区得到了广泛应用。我国220kV及以上电压等级同杆双回线数量日益增多，其中大多数为全程同杆并架。作为同杆双回线的首选主保护，分相纵联差动保护可靠性受到纵联通信通道制约，亟需基于单端电气量的保护作主后备。而传统距离保护应用于同杆双回线时，选相元件和测量阻抗元件受到跨线故障与线间互感影响，容易误动或拒动。本论文提出将同杆双回线作为一个基本单元配置基于单端双回线电气量的一体化保护，主要包括一体化突变量选相元件、测量阻抗元件和跳合闸逻辑等内容的研究。
　　针对理想换位同杆双回线典型故障特性分析，将六导线故障电气量分解为三相同向和异向故障相量，发现同向故障相量特征主要与故障涉及相别有关，而异向故障相量特征主要与两回线同名相故障状态是否对称有关，据此形成了故障选相和两回线状态不对称相判别依据，再结合特定异名相线间突变量关系选线和零同序电压电流突变量判断接地，从而形成完整的一体化突变量选相元件。
　　利用相分量法对保护安装处到短路点的六导线电压电流方程分解，可推导得出涉及本线、邻线零序补偿系数的表征故障距离的一体化测量阻抗元件，针对单相接地故障和多相故障，分别形成6个单相线接地测量阻抗元件和12个异名相线间测量阻抗元件。
　　将准三相运行等效为两点断线故障，借助 MATLAB计算分析各准三相工况下主要运行指标，并提出一种以导线最大过载率、负序电流不平衡度和极限传输功率为参考项的综合评价指标，作为准三相方式选择与转换的依据。为实现准三相运行，在切除故障电气特性基础上，充分发挥同杆并架线路的优势减少切除线路和重合闸，形成同杆双回线一体化跳合闸策略作为一体化保护的执行元件。

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1 绪 论

1.1 引言

1.2 同杆双回线保护研究现状

1.3 准三相运行研究现状

1.4 本文主要研究内容与章节安排

2 同杆双回线故障特性分析

2.1 引言

2.2 故障分析方法

2.3 典型故障特性分析

2.4 本章小结

3 同杆双回线一体化保护研究

3.1 引言

3.2 一体化突变量选相方案

3.3 选相元件算例仿真

3.4 一体化测量阻抗元件

3.5 测量阻抗元件算例仿真

3.6 本章小结

4 准三相运行工况分析与实现机制研究

4.1 引言

4.2 准三相运行工况分析

4.3 一体化跳合闸逻辑

4.4 本章小结

5 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间发表论文与申请专利

附录2 攻读硕士学位期间主要科研工作