同桿雙回輸電線路故障計算方法及故障定位的研究.pdf

1、隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展，不并列運行的同桿雙回輸電線路的應(yīng)用日益增多，這有助于提高線路的輸電能力和輸電走廊的利用率，具有十分重要的經(jīng)濟價值和社會價值。然而，該型輸電線路線路之間的距離較小，線路之間的耦合必須予以考慮；線路既可以運行在同電壓等級又可以運行在不同電壓等級，線路的參數(shù)可能不對稱；而且線路的故障種類繁多且復雜。這些因素使得不并列運行的同桿雙回輸電線路在故障分析以及故障定位的研究上面臨巨大挑戰(zhàn)。論文針對上述問題，分別在該型輸電線路全程同

2、桿運行以及非全程同桿運行情況下，對該型線路的故障分析和故障定位進行了研究和論述。
　　首先根據(jù)不并列運行的同桿雙回輸電線路的特點，給出了該型輸電線路在全程同桿運行和非全程同桿運行兩種情況下的線路模型，利用相序變換對這兩種模型進行了解耦分析，得到該型線路完全解耦的正序分量、負序分量以及存在耦合的零序分量。為了便于分析研究，給出了該型線路的一般故障模型，并介紹了疏松耦合變壓器理論，分析了疏松耦合變壓器二次側(cè)不同負載情況下的電壓和電流關(guān)

3、系，得到了其輸入阻抗和等效導納回路。
　　針對該型輸電線路的單回線故障，提出基于疏松耦合變壓器零序解耦模型對該型線路進行零序解耦，建立零序等值電路的方法。并推導出零序網(wǎng)絡(luò)解耦后的零序等值阻抗的表達式，最后利用對稱分量法對線路的故障進行計算分析，從而解決了不并列運行的同桿雙回輸電線路在發(fā)生單回線故障時的故障計算分析問題。對于非全程同桿運行的線路，利用基于上述零序解耦模型的故障分析方法，完成了對其同桿段以及非同桿段單回線故障的研究分析

4、。利用PSCAD/EMTDC搭建該型輸電線路模型對各種故障進行了仿真驗證，結(jié)果表明該方法用于線路的單回線故障計算時具有較高的計算精度。
　　針對不并列運行的同桿雙回輸電線路復雜的跨線故障，提出利用疏松耦合變壓器零序解耦模型建立線路零序網(wǎng)絡(luò)等值電路的方法，并結(jié)合復合序網(wǎng)圖以及故障邊界條件完成跨線故障的分析計算。分析了雙回輸電線路跨線故障的組合形式，總結(jié)了在跨線接地故障和跨線不接地故障情況下的6種典型故障形式。根據(jù)對故障的分析，給出了

5、該型線路跨線故障的一般邊界條件和復合序網(wǎng)圖的連接方式，可以方便的得到任意跨線故障的邊界條件以及復合序網(wǎng)圖，進而完成跨線故障的計算。利用給出的邊界條件和復合序網(wǎng)圖的連接方式分析了這6種典型故障通用的邊界條件和復合序網(wǎng)圖，并進行了故障分析。本文所提的該型輸電線路跨線故障的分析方法適用于兩回線路參數(shù)不同的情況，也適用于非全程同桿雙回輸電線路的跨線故障分析。PSCAD/EMTDC仿真表明，利用該方法進行的跨線故障計算具有很高的計算精度，同時該方

6、法物理意義明確具有較好的實用性。
　　不并列運行的同桿雙回輸電線路發(fā)生單回線故障時傳統(tǒng)故障定位方法無法對其進行精確故障定位。針對此問題，提出了一種基于故障線路單端電氣量進行故障定位的方法，該方法只需要知道故障線路單端的電壓電流量，利用疏松耦合變壓器零序解耦模型消去故障線路的對側(cè)電流并消除了相鄰線路耦合對故障定位的影響，具有較高的故障定位精度，仿真計算驗證了該方法的正確性。而基于單端量的故障定位方法易受對側(cè)系統(tǒng)阻抗影響，對此引入對側(cè)

7、的電氣量，提出了利用故障線路雙端信息量，結(jié)合故障序網(wǎng)圖以及故障邊界條件構(gòu)造相應(yīng)的故障定位函數(shù)，進而完成精確故障定位的方法。該方法利用故障線路雙端的電流量以及一端的電壓量，并結(jié)合該型線路自身特點完成零序網(wǎng)絡(luò)的解耦。根據(jù)不同故障類型下的故障邊界條件，可以構(gòu)造出適應(yīng)該型故障的故障定位方程，從而完成不并列運行的同桿雙回輸電線路的故障定位。利用該方法構(gòu)造的故障定位方程，從原理上避免了過渡電阻和對側(cè)系統(tǒng)阻抗的影響，仿真結(jié)果表明該方法具有較高的精度，