不同电压等级同杆线路对线路保护影响的仿真与分析

摘要

随着我国国民经济的快速发展,电力建设的步伐也在不断加快,西电东送、南北互供、全国联网的格局正逐步形成。我国人口众多,耕地面积少,环境保护压力巨大,新建输电走廊或者扩建输电走廊十分困难,这已成为制约我国电力系统发展的一个主要瓶颈。目前,同杆并架输电技术因其能够在不增加输电走廊的基础上提高输电线路输电容量、并兼有投资少、建设速度快等优势,而被广泛应用于国内外电力系统。事实上,在工程应用中存在多种不同架设形式的同杆并架线路,例如不同电压等级同杆并架输电线路等。其中,不同电压等级同杆并架线路导线数目多、线间距离近,线间互感强,与传统同杆并架线路不同的是,故障类型的种类更加繁多,这将为继电保护工作提出很多新的问题,对传统继电保护技术带来新的挑战。因此,针对不同电压等级同杆并架线路对线路保护的影响开展研究工作具有重要意义。论文围绕不同电压等级同杆并架线路的仿真建模、故障暂态特性,及其对距离保护和零序功率方向元件的影响展开分析和论述。
　　论文首先对全程同杆并架双回输电线路和不同电压等级同杆并架线路的研究现状分别进行了分析,指出传统线路保护技术应用于不同电压等级同杆并架线路时存在的问题,并在此基础上,阐述了论文工作的重点和主要内容。
　　与传统的全程同杆并架线路相比,不同电压等级同杆并架线路运行方式多种多样,其故障类型和故障暂态特性更加复杂,理论分析更加困难,因此,构建模拟实际线路的仿真分析平台,将成为对不同电压等级线路研究的第一步,也是最方便实用准确的研究方法之一。本文以从杆塔和线路的结构参数出发,建立了不同电压等级同杆并架四回线路的数字仿真模型。该模型能够准确全面得到线路所需参数数据,尽可能大地与实际线路相仿,完整计入实际线路中可能发生的各种不利因素的影响,以便最终准确有效地得到线路故障暂态特性,为进一步研究提供数据基础和实验依据。
　　不同电压等级同杆并架线路存在跨电压等级故障,这与传统的同杆并架线路有所区别。本文通过数字仿真试验,着重分析了不同电压等级间跨线故障时的故障暂态特性,并与传统的同杆并架线路故障暂态特性进行对比,总结了不同电压等级间跨线故障暂态特性的特征。
　　由于不同电压等级同杆并架输电线路故障类型复杂,线间互感较大,距离保护无法保证可靠的动作,本文通过仿真主要针对测量阻抗的变化情况作了分析,重点考察接地或相间距离保护在不同跨线故障下的动作特性,包括跨线接地和跨线不接地故障,并通过设置不同的故障点,较为全面地分析了距离保护元件的动作范围在不同故障类型和不同故障位置时的变化情况。
　　不同电压等级同杆线路间跨线故障的不同,有可能造成零序方向元件无法正确动作。本文利用仿真对零序方向元件在不同电压等级线路间跨线接地和跨线不接地故障下零序电流电压相位差进行分析,通过设置不同的故障点,全面分析不同的故障类型和故障位置对零序方向元件动作特性造成的影响。
　　论文最后对课题工作进行了总结,并对后续拟开展的研究工作进行了展望。

目录

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目录

1 绪 论

1.1 引言

1.2同杆并架输电线路研究现状

1.3不同电压等级同杆并架输电线路研究现状

1.4 论文的主要内容和章节安排

2 不同电压等级同杆并架输电线路仿真模型

2.1 引言

2.2 不同电压等级同杆线路输电线模型的选择

2.3 基于分布参数模型的不同电压等级同杆并架线路仿真平台的构建

2.4 本章小结

3 不同电压等级同杆并架输电线路故障暂态特性仿真分析

3.1 引言

3.2 不同电压等级线路跨线接地故障暂态特性仿真分析

3.3不同电压等级线路跨线不接地故障暂态特性仿真分析

3.4 本章小结

4 不同电压等级同杆并架输电线路距离保护仿真分析

4.1 引言

4.2距离继电器原理概述

4.3 线路故障时阻抗特性仿真分析

4.4 本章小结

5 不同电压等级同杆并架输电线路零序方向元件仿真分析

5.1 引言

5.2零序方向元件原理概述

5.3线路故障时零序方向元件动作特性仿真分析

5.4 本章小结

6 全文总结与展望

6.1 全文总结

6.2 下一步工作展望

致谢

参考文献

附录 作者在攻读学位期间参与的研究项目