基于单端电气量的高压输电线路无故障跳闸判据研究

摘要

随着我国电网建设的迅猛发展，超高压/特高压工程的相继投运，电网的规模和复杂程度都大大加大，对电网安全稳定控制系统的要求也越来越高，无故障跳闸误动或拒动的事故时有发生对系统的安全和稳定威胁巨大，本文对基于单端电气量的无故障跳闸判据进行了比较深入的分析和研究，围绕传统无故障跳闸判据存在的问题，提出了一套理论上可行的新判据，旨在解决当前稳控系统对于无故障跳闸判别原理上的不足。
　　 稳控装置的采样值算法关系到与判据相关的电气量的变化特征。本文采用三相同时刻采样值算法计算相关电气量的有效值。启动元件准确而可靠的启动是后续判据正确判别的前提，若启动元件误启动则对后续判据不利，本文构造了一种基于负序及零序分量的高性能综合启动元件，通过放大故障特征来提高启动元件的灵敏性和可靠性，通过不同定值门槛来抑制振荡过程的误启动。
　　 无故障跳闸判据的核心判据部分是判别的关键所在。本文分析了传统判据的固有缺陷以及实际操作困难的判别条件，研究了无故障跳闸与电网其他动态过程在电气量特征变化上的区别，抓住了首端测量因素和测量阻抗幅值特征，并基于此提出了新的无故障跳闸判据，新判据很好的解决了传统判据的拒动和误动问题且具有良好的适应性。
　　 相对于仅使用工频量的判据而言，基于暂态量的判据将对故障有更全面的把握。其中如何提取对判别有利的暂态特征量是关键，小波变换理论以其在时域和频域内均有良好的分辨性在电力系统各领域均得到了广泛的研究和应用。本文介绍了小波变换理论的相关基本概念，并与傅里叶变换做了对比，分析了其具体的优势所在。讨论了适用于电力系统暂态分析的小波基函数、采样频率与数据窗以及变换尺度的选取原则和方法问题。在此基础上，研究了将小波变换应用到无故障跳闸启动元件和判据判别的可行性，结合小波分析原理与无故障跳闸判别原理，提出了相关的判据。