基于自由振蕩頻率的高壓輸電線路保護原理研究.pdf

1、分布電容較大是超高壓長距離輸電線路典型的線路特點。線路故障后,由于分布電容、電感儲存的能量會在分布電容和線路電感之問交換,從而產(chǎn)生一系列的高頻分量,此分量由無窮多個不同頻率的分量成分組成,即自由振蕩頻率分量。通過理論分析,故障后該分量一定存在,在研究保護原理時此分量的影響不能忽略。自由振蕩頻率的存在將影響到工頻電氣量的波形和相位發(fā)生畸變,從而對經(jīng)典的工頻量保護產(chǎn)生不利的影響,使傳統(tǒng)工頻量保護在可靠性和快速性之間產(chǎn)生矛盾,需要設法予以濾除

2、或予以抑制。由于自由振蕩頻率分量中包含了很多有用的故障信息,因此基于自由振蕩頻率分量的保護研究具有一定必要性和可能性。本文主要利用自由振蕩頻率分量的頻譜特征構(gòu)造保護判據(jù),并探索快速提取自由振蕩頻率分量的方法。論文的主要內(nèi)容和成果如下:
　　 理論分析自由振蕩頻率特點,推導自由振蕩主頻與次主頻的表達式及影響因素。在線路等效模型的基礎下,推導分析自由振蕩主頻、自由振蕩次主頻等分量的頻譜特點,并討論了不同因素對自由振蕩主頻與次主頻分量

3、的影響。
　　 應用一種新的方法近似推導出超高壓長距離輸電線路自由振蕩主頻的表達式以及主頻范圍。自由振蕩頻率的主頻是隨著故障點的位置不同而發(fā)生一定的變化。故障點距離電源越近,自由振蕩主頻越高;故障點距離電源越遠,自由振蕩主頻越低。運用繼電保護中經(jīng)常采用的假設“阻抗角相等”,推導得出自由振蕩角頻率的表達式,并推導、驗證了自由振蕩主頻存在于一定范圍內(nèi)。這種方法具有更好的理論依據(jù),概念更加清晰,可以簡便地估算出自由振蕩主頻的大小,實現(xiàn)

4、了對主要暫態(tài)分量的理論分析。而且還可以將這種新的推導方法應用于接入并聯(lián)電抗器等場合的暫態(tài)分析中。
　　 提出了一種基于線路一側(cè)自由振蕩頻率分量的頻差保護判據(jù)。通過對故障后電流頻譜進行分析,確定單側(cè)保護安裝處的自由振蕩頻率主頻與次主頻,根據(jù)區(qū)內(nèi)、外故障時,保護安裝處自由振蕩頻率主頻與次主頻的頻差差異,區(qū)分區(qū)內(nèi)、外故障。該方案僅利用線路一側(cè)量信息,不存在同步問題,并能保證線路出口處可靠快速動作,可以作為線路出口處可靠動作的保護判據(jù)。

5、
　　 提出一種基于自由振蕩主頻比值的線路保護判據(jù)。對故障后的電流進行頻譜分析,確定線路兩側(cè)保護安裝處的自由振蕩主頻,然后利用兩側(cè)自由振蕩主頻的比值關系,通過比較區(qū)內(nèi)、外故障時此比值的差異,確定區(qū)內(nèi)、外故障。該保護判據(jù)不受振蕩的影響。
　　 本文簡要地敘述了Prony算法在提取自由振蕩頻率方面的應用。僅利用半個周期的數(shù)據(jù)即可提取出較準確的自由振蕩頻率,此方法可以快速地提取故障后的自由振蕩頻率分量,為基于自由振蕩頻率的保護