分布参数对超高压输电线保护影响的分析研究

来源 :华北水利水电学院 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wujielele
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随着电力工业的不断进步,超高压、大容量、远距离输电已经成为现代电力系统的重要标志。今后几年中国将在金沙江兴建相当于两个三峡电站这样的大型梯级电站,雅鲁藏布江梯级电站也在实地勘测当中。要把如此大容量的电能输送到负荷中心,必然要通过超高压甚至特高压输电线路来实现,如何保证输电线路的安全运行成为继保工作者所研究的重要课题。以往对保护的整定计算,大多基于集中参数的对称分量法,在计算中忽略了分布电容。而500kV及以上超(特)高压输电线路多采用分裂导线,此时的线路分布电容很大,故所引起的电容电流也很大,由于线路长、电压高等特点,线路的充电电容电流也会很大。目前,克服线路分布电容电流影响的主要方法是利用相量补偿法对线路的电容电流做一定的弥补。但是,在故障发生的初始阶段,线路中存在的电容电流起主导作用的是暂态电容电流,而前述的相量补偿法只对稳态电容电流有作用,尤其是在系统单端供电或者线路空投于故障情况下,线路中电容电流的大小已经足以影响以电流为启动量(之一)的保护原理的正确判断。  追述了输电线路的保护发展史,线路保护由最初的熔断器构成的电流保护到电流差动保护,再到方向性电流保护。距离保护的出现则是线路保护的一大跃进。随着载波技术的发展出现了高频保护。微波由于其传播不受线路本身制约且频带较宽等优点在线路保护中也得到了应用。随着计算机在继电保护中的应用,能够快速反应于变化量的序分量保护以及行波保护得到了广泛应用。  简要介绍了输电线路的各种模型。要对输电线路保护分析整定就要对其建立数学模型,输电线路数学模型主要是指线路两端电压和两端电流间的函数关系。输电线路模型又可分为行波模型(精确模型)和等值的集中参数元件模型两大类。其中,输电线路集中参数元件模型分为“π”型、“T”型等值电路、多“π”型和多“T”型等值电路等。  超高压长距离输电线路分布电容电流对继电保护的影响很大,分析时需要把输电线路看作一个分布参数线路来进行分析,但分布参数物理模型的建立比较困难。由分布参数电路可知,当无需研究均匀线各处电流、电压分布,而只须计算线路始端与终端电流、电压关系时,可将线路看成四端网络,然后利用集中参数的四端网络的“π”型或“T”型等效电路来代替分布参数线路,其计算结果往往是允许的。贝瑞隆(Bergeron)输电线路模型是分布参数线路模型,从模型上克服了线路分布电容的影响,适用于超高压长距离输电线路的暂态分析计算[1,8,24]。  由于三相电力系统故障分析起来比较麻烦,一般都是先进行相模变换,根据模量理论进行相量与模量的变换,使得变换之后成为相互独立的各模分量,称之为相间无耦合的模分量。通过该变换使得对三相之间有耦合关系的系统求解问题变成对几个相互之间独立的模分量的求解问题。各个模分量的求解过程可参照单相系统各模分量的参数和边界条件进行求解,再通过相模反变换,还原出三相分量值。  本课题建立输电线路模型对典型双端输电线路进行分析研究,以电流差动保护和输电线路负序纵联差动保护为例进行了分析,鉴于中国目前220kV及以上等级的输电线路大多采用负序纵联差动保护作为其主保护,因此在本文中对该保护作了重点分析。在同等工况下分析讨论有关继电保护装置的动作行为差别,从而得出线路分布参数对保护影响的不同程度并提出自己的解决办法,仿真验证证明了所提出方案的有效性。
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