混压同塔跨线故障对零序及电流差动保护影响的研究

摘要

随着我国特高压电网不断发展，土地资源与电网建设的矛盾日益突出。为节约输电走廊，出现了越来越多的同塔双回线输电结构，甚至在同一铁塔上架设了多回不同电压等级的输电线路（称为混压同塔线路）。其中，混压同塔线路的复杂程度也给线路的故障分析带来困难，尤其在混压线路发生跨电压故障时，还没有理论计算方法。不仅如此，跨线故障所体现出的故障特征对原有线路配备的继电保护装置会产生严重的影响，使电网运行的安全性受到威胁。本文针对混压同塔四回线路发生跨电压等级故障进行故障分析，然后利用故障计算结果主要研究了对零序保护及电流差动保护的影响。
　　在故障分析方面，本文以单相跨单相为例，利用在故障点处看向系统内侧两电压等级系统的故障边界条件相等的特征，将两个电压等级的复合序网按边界条件进行连接，构成了多复合序网图，得到了跨线故障多复合序网电路，求解简便，原理简单，概念清楚，便于计算。
　　对于零序保护，本文分两章分别从零序方向与零序纵联两个角度讨论了对保护的影响情况。零序方向元件的动作行为主要受到故障发生位置和两系统等值电势相角差变化的影响。零序纵联保护主要讨论了线路两端零序电压相角差对保护的影响，得出发生区外跨线故障时，可能引起线路零序保护误动的结论。
　　对于分相电流差动保护，本文着重分析在发生跨线故障时考虑线路流过重负荷电流时对保护灵敏度的影响，得出两电压等级系统等值电势相角接近同相位时，保护会出现制动量大于动作量的情况，可能引起保护拒动。
　　本文在每一章最后通过软件PSCAD搭建实际系统模型验证了上述理论分析的正确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 混压同塔跨线故障及对保护影响的研究现状

1．2．1 故障分析研究现状

1．2．2 零序及差动保护的研究现状

1．3 本文主要研究工作

第2章 跨电压故障的多复合序网图分析方法

2．1 前言

2．2 多复合序网分析与计算

2．2．1 接地故障

2．2．2 不接地故障

2．3 计及零序互感的故障分析

2．3．1 正、负、零序网络图

2．3．2 多复合序网与故障计算

2．4 仿真验证

2．5 小结

第3章 跨线故障对零序方向元件的影响

3．3．1 同塔四回线零序网络的解耦

3．3．2 保护安装处零序分量的计算

3．3 不同故障类型的分析

3．3．1 不接地故障故障点变化对零序方向元件的影响

3．3．2 接地故障两系统等值电势相角差对零序方向元件的影响

3．4 仿真验证

3．4．1 不接地故障

3．4．2 接地故障

3．5 小结

第4章 跨线故障对零序纵联保护的影响

4．1 前言

4．2 混压同塔四回线纵联方向影响分析

4．3 零序电压相角差变化对非故障线路方向纵联的影响

4．3．1 不接地故障

4．3．2 接地故障

4．3．3 区外故障分析

4．4 仿真验证

4．4．1 不接地故障

4．4．2 接地故障

4．4．3 区外故障

4．5 小结

第5章 跨线故障对分相电流差动保护的影响分析

5．1 前言

5．2 不计负荷电流分量

5．2．1 差动保护原理与灵敏度

5．2．2 跨线故障灵敏度分析

5．3 计及负荷电流分量

5．4 仿真验证

5．5 小结

第6章 总结

6．1 本文主要工作与结论

6．2 后续工作与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研工作

致谢

附录