特高压输电线路接地距离保护工程适用性研究

摘要

特高压线路具有输电距离长、输送功率大的特点，因而它是输变电系统工程中不可或缺的组成部分。鉴于2009年跨越华北、华中电网的“晋东南—南阳—荆门1000 kV特高压试验示范工程”业已投产，所以研究适合于该特高压输电线路特点的保护原理、保护元件及其动作的可靠性，是当今电力系统继电保护工作者的一项重要工作。
　　论文在联系国内外特高压输电线路继电保护发展史与现状的基础上，首先介绍了分布式参数下的特高压输电线路，对比分析了集中参数线路模型和分布参数线路模型下距离保护的测量阻抗与故障距离的关系。然而，特高压交流输电线路的分布参数呈现出明显的特征，主要是距离保护测量阻抗与故障距离之间不再成线性关系，而是呈双曲正切函数的变化规律。有鉴于此，文中根据特高压输电线路中过渡电阻的影响，不仅详细介绍了双电源特高压输电系统发生单相接地故障时的特点及此情况下可能出现的三种零序电流补偿系数，而且分析研究了圆特性方向阻抗距离保护、偏移四边形特性阻抗距离保护和方向四边形特性阻抗距离保护的原理和特点。最后论文以此为基础，分析了这三种方向性接地距离保护用于特高压输电系统中各自的优缺点及其工程适应性。文中通过大量的仿真实例进行了适应性验证工作，即在特高压输电线路中将上述三种接地距离保护元件相比较，所得结果表明:采用分布参数整定比集中参数整定有着更宽广的保护范围和更强烈的抗过渡电阻能力。此外，方向四边形特性阻抗距离保护和偏移四边形阻抗距离保护在动作特性上明显优于圆特性方向阻抗距离保护技术，因而前两种保护技术更适于含有特高压输电线路的电力系统工程中。

目录

声明

摘要

第一章 概述

1．1 特高压输电网络的发展和研究现状

1．1．1 特高压输电网络的发展

1．1．2 特高压输电线路的特点

1．1．3 特高压输电线路的继电保护

1．2 论文拟做工作

第二章 特高压线路对输电线路距离保护的影响

2．1 特高压输电线路之特点及其特殊性

2．1．1 距离保护的接地阻抗测量

2．1．2 特高压输电线路分布参数的特性

2．1．3 特高压长线路的首端测量阻抗

2．1．4 MATLAB仿真对比计算与分析

2．2 影响特高压输电线路保护正确动作的因素

2．2．1 过渡电阻

2．2．2 分布电容

2．2．3 故障时衰减缓慢的非周期分量

2．2．4 重负荷情形

2．2．5 并联电抗器

2．2．6 串联电容器

2．2．7 电流互感器的影响

2．2．8 电压互感器的影响

2．3 第二章小结

第三章 特高压输电系统零序电流和单端暂态电流保护

3．1 特高压输电系统零序电流保护

3．1．1 基于集中参数线路模型的传统零序电流补偿系数

3．1．2 基于分布参数线路模型的零序电流补偿系数

3．1．3 故障处零序电流与保护安装处零序电流的相位对比

3．2 特高压输电系统单端暂态电流保护

3．2．1 贝瑞隆模型简介

3．2．2 单端暂态电流保护

3．4 第三章小结

第四章 特高压电网中接地距离保护的适用性研究

4．1 圆特性方向阻抗距离保护

4．1．1 满载状态下安装于送电侧的动作特性分析

4．1．2 满载状态下安装于受电侧的动作特性分析

4．1．3 空载状态下的分析

4．1．4 小结

4．2 偏移特性的四边形特性阻抗距离保护

4．2．1 满载状态下安装于送电侧的动作特性分析

4．2．2 满载状态下安装于受电侧的动作特性分析

4．2．3 空载状态下的分析

4．2．4 小结

4．3 方向特性的四边形特性阻抗距离保护

4．3．1 X元件

4．3．2 D元件

4．3．3 R元件

4．4 第四章小结

第五章 结论与展望

参考文献

附录