特高压同塔双回线路故障定位算法研究

摘要

特高压同塔双回输电线路具有传输距离远、传输容量大、损耗低、效率高等优势，已成为我国坚强智能电网的骨架。其准确的故障定位，对于保证特高压电网的安全稳定运行具有重要意义。本文即对特高压同塔双回线路的故障定位算法进行研究。
　　特高压电网的分布电容电流大，暂态过程长，非周期分量衰减缓慢，且含有整次及非整次谐波分量；而电力系统保护与控制中，信号分析与处理多是基于基波分量的，故本文在分析窄带滤波算法的基波提取能力和响应时延特性的基础上，结合正交滤波算法的滤波性能，提出了一种提取基波分量的基于正交滤波函数的快速窄带滤波算法。采用2个与数据窗长有关的三角函数作为正交滤波函数，求得其不同数据窗长下相量的实虚部，推导得到各数据窗长下窄带滤波器初值的计算式，从而求取窄带滤波器初值，缩短其响应时延。该滤波算法滤波效果好，响应时间快，能够大大提高电网保护和控制系统的快速性。
　　特高压同塔双回输电线路由于电压等级高，输送距离长，以及双回线间的互感作用和存在跨线故障等因素，导致特高压同塔双回线路故障后的电气特征发生了一定变化，传统的双回线故障定位方法不适用于特高压同塔双回线路，故提出一种基于双曲余弦函数幅值特性的特高压同塔双回线路故障定位新方法。提取特高压同塔双回线路两端电气基波分量后，利用六序分量法对其进行解耦，在同正序基波分量基础上构造一双曲余弦定位函数，利用所取参考点与故障点相匹配时定位函数幅值最大这一特征进行故障定位。从双曲余弦定位函数的构造过程中受到启发，在特高压同塔双回线路反（同）正序故障分量序网图基础上，分别用欧姆定律和长线电报方程两种方法推导出故障点两侧电流之比，求取两侧电流比之差的绝对值作为故障定位函数。当且仅当所取参考点与故障点匹配时，定位函数的取值最小。理论分析和仿真测试表明，所提两种方法不受系统阻抗、故障点过渡电阻和线路分布电容电流等因素影响，定位精度高，计算速度快，能够满足现场应用的要求。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景及意义

1.2 同塔双回线故障定位法研究现状与发展趋势

1.3 本文的主要工作

第2章 提取基波分量的窄带滤波算法研究

2.1 窄带通滤波算法

2.2 全波傅氏窄带滤波器

2.3 半波傅氏窄带滤波器

2.4 基于正交滤波函数的快速窄带滤波器

2.5 本章小结

第3章 基于双曲余弦函数幅值特性的故障定位新算法

3.1 特高压同塔双回线路故障定位原理

3.2 对定位原理的分析

3.3 仿真验证

3.4 本章小结

第4章 基于故障点两侧电流比的故障定位算法

4.1 利用故障点两侧电流之比的故障定位原理

4.2 对定位原理的分析

4.3 仿真验证

4.4 本章小结

第5章 结论与展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文

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