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近年来,我国电力系统得到迅速发展,大容量远距离输电的不断出现以及全国联网的必然趋势使得建造1000KV等级的特高压输电线路势在必行。由于特高压输电线是联合系统或全国统一电网的骨架,其安全可靠运行对于全系统的安全可靠运行起着决定性的作用,故对其继电保护的性能和可靠性要求极高。在各种保护中,分相电流差动保护具有明显的优越性:具有绝对的选择性,不受系统振荡的影响,具有可靠的选相功能等。而特高压长距离输电线路为了提高传输能力,具有分布电容大,串联电容补偿及并联电抗补偿等特点,必然会引起分布电容电流过大,短路暂态过程复杂及过渡时间长,波的过程显著等影响继电保护可靠性以及灵敏度的不利因素。因此,研究适用于特高压输电线路的分相电流差动保护具有十分重要的理论意义和实用价值。
为了克服现有的差动保护判据的缺点,本文提出了一种特高压输电线路自适应差动保护判据。该判据将全电流瞬时值和电流故障分量瞬时值结合起来,根据特高压系统的运行状况以及不同的故障情况来自适应调节判据中的比例系数和制动系数。大量仿真计算表明,所提的自适应判据能实现对内部故障的高灵敏性和对外部故障的可靠制动。
深入研究了特高压长距离输电线路的短路暂态过程,从理论上分析了其对电流差动保护的影响,并进行了定量计算公式的推导。研究表明:外部故障暂态过程中的高频分量以及由波传播引起的不平衡电流对差动保护影响最为严重,而且随着输电线路长度的增加,其对差动保护的不利影响程度将加剧。
在分析特高压输电线路故障暂态过程的基础上,针对本文所提的自适应差动保护判据的缺陷,提出了判据的改进和补充。大量的仿真计算验证所提出改进判据的正确性和可靠性,完全能够满足特高压输电线路的要求。