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线路保护受串补输电影响及其改进措施研究

蔡飞

  随着我国输电线路输送功率的逐年增加,串联电容补偿(以下简称串补)技术因具有提升线路的输电容量、改善系统稳定性等技术优势,而被广泛应用于高压及超高压远距离输电中。然而,串联补偿电容的接入破坏了输电线路参数分布的均匀性,而随着电网规模的扩大、系统结构的变化,串补输电带来的“电流反向”、“电压反向”等问题对保护的影响日益严重,使继电保护面临新的挑战。本文首先围绕串补技术对线路电流差动保护和距离保护的影响开展了理论分析。针对线路电流差动保护,其具有多个采用不同类型判据的保护元件,本文分别对分相突变量电流、分相全电流和零序电流差动保护等不同原理电流差动保护受串补输电的影响进行研究,探讨了其灵敏度降低甚至出现拒动的原因。针对线路距离保护,论述了串补带来的“电压反向”问题对距离保护造成的影响及其原因,并对不同类型距离保护的性能进行了评估,指出现有距离保护应对串补的影响所采用策略的不足之处。其次,本文结合实际工程,构建串补输电网络仿真模型,对线路保护动作特性进行了仿真研究。针对电流差动保护,指出其存在灵敏度降低的问题,通过仿真分别研究了故障类型、故障点位置、负荷电流和过渡电阻等因素对其动作特性的影响。针对距离保护,通过仿真对比了采取一定应对措施的串补线路距离保护和传统距离保护动作情况,分析了串补线路距离保护相较传统线路距离保护的优势并指出其仍无法解决保护范围缩短的问题。通过上述仿真研究验证了理论分析的结论。最后,为解决串补带来的电流差动保护灵敏度降低、距离保护范围缩小等难题,本文提出了电流差动保护和距离保护的改进方案。针对电流差动保护,提出通过适当降低差动保护比率制动系数和采用比率制动三折线特性曲线来提高保护动作的灵敏度;针对距离保护,提出了一种基于异构边界的测距式距离保护新原理,根据故障测距结果的收敛时间判断故障点相对于串补电容的位置,使距离保护范围可以扩展至线路全长。基于PSCAD/EMTDC的数字仿真验证了上述改进措施的有效性。……   
[关键词]:串补电容;电流反向;电压反向;电流差动保护;距离保护
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:华中科技大学2015年