分布參數(shù)對(duì)超高壓輸電線保護(hù)影響的分析研究.pdf

1、隨著電力工業(yè)的不斷進(jìn)步，超高壓、大容量、遠(yuǎn)距離輸電已經(jīng)成為現(xiàn)代電力系統(tǒng)的重要標(biāo)志。今后幾年中國(guó)將在金沙江興建相當(dāng)于兩個(gè)三峽電站這樣的大型梯級(jí)電站，雅魯藏布江梯級(jí)電站也在實(shí)地勘測(cè)當(dāng)中。要把如此大容量的電能輸送到負(fù)荷中心，必然要通過(guò)超高壓甚至特高壓輸電線路來(lái)實(shí)現(xiàn)，如何保證輸電線路的安全運(yùn)行成為繼保工作者所研究的重要課題。以往對(duì)保護(hù)的整定計(jì)算，大多基于集中參數(shù)的對(duì)稱(chēng)分量法，在計(jì)算中忽略了分布電容。而500kV及以上超(特)高壓輸電線路多采用分

2、裂導(dǎo)線，此時(shí)的線路分布電容很大，故所引起的電容電流也很大，由于線路長(zhǎng)、電壓高等特點(diǎn)，線路的充電電容電流也會(huì)很大。目前，克服線路分布電容電流影響的主要方法是利用相量補(bǔ)償法對(duì)線路的電容電流做一定的彌補(bǔ)。但是，在故障發(fā)生的初始階段，線路中存在的電容電流起主導(dǎo)作用的是暫態(tài)電容電流，而前述的相量補(bǔ)償法只對(duì)穩(wěn)態(tài)電容電流有作用，尤其是在系統(tǒng)單端供電或者線路空投于故障情況下，線路中電容電流的大小已經(jīng)足以影響以電流為啟動(dòng)量(之一)的保護(hù)原理的正確判斷。<

3、br>　　追述了輸電線路的保護(hù)發(fā)展史，線路保護(hù)由最初的熔斷器構(gòu)成的電流保護(hù)到電流差動(dòng)保護(hù)，再到方向性電流保護(hù)。距離保護(hù)的出現(xiàn)則是線路保護(hù)的一大躍進(jìn)。隨著載波技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了高頻保護(hù)。微波由于其傳播不受線路本身制約且頻帶較寬等優(yōu)點(diǎn)在線路保護(hù)中也得到了應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用，能夠快速反應(yīng)于變化量的序分量保護(hù)以及行波保護(hù)得到了廣泛應(yīng)用。
　　簡(jiǎn)要介紹了輸電線路的各種模型。要對(duì)輸電線路保護(hù)分析整定就要對(duì)其建立數(shù)學(xué)模型，輸電線路

4、數(shù)學(xué)模型主要是指線路兩端電壓和兩端電流間的函數(shù)關(guān)系。輸電線路模型又可分為行波模型(精確模型)和等值的集中參數(shù)元件模型兩大類(lèi)。其中，輸電線路集中參數(shù)元件模型分為“π”型、“T”型等值電路、多“π”型和多“T”型等值電路等。
　　超高壓長(zhǎng)距離輸電線路分布電容電流對(duì)繼電保護(hù)的影響很大，分析時(shí)需要把輸電線路看作一個(gè)分布參數(shù)線路來(lái)進(jìn)行分析，但分布參數(shù)物理模型的建立比較困難。由分布參數(shù)電路可知，當(dāng)無(wú)需研究均勻線各處電流、電壓分布，而只須計(jì)算線

5、路始端與終端電流、電壓關(guān)系時(shí)，可將線路看成四端網(wǎng)絡(luò)，然后利用集中參數(shù)的四端網(wǎng)絡(luò)的“π”型或“T”型等效電路來(lái)代替分布參數(shù)線路，其計(jì)算結(jié)果往往是允許的。貝瑞隆(Bergeron)輸電線路模型是分布參數(shù)線路模型，從模型上克服了線路分布電容的影響，適用于超高壓長(zhǎng)距離輸電線路的暫態(tài)分析計(jì)算[1，8，24]。
　　由于三相電力系統(tǒng)故障分析起來(lái)比較麻煩，一般都是先進(jìn)行相模變換，根據(jù)模量理論進(jìn)行相量與模量的變換，使得變換之后成為相互獨(dú)立的各模分

6、量，稱(chēng)之為相間無(wú)耦合的模分量。通過(guò)該變換使得對(duì)三相之間有耦合關(guān)系的系統(tǒng)求解問(wèn)題變成對(duì)幾個(gè)相互之間獨(dú)立的模分量的求解問(wèn)題。各個(gè)模分量的求解過(guò)程可參照單相系統(tǒng)各模分量的參數(shù)和邊界條件進(jìn)行求解，再通過(guò)相模反變換，還原出三相分量值。
　　本課題建立輸電線路模型對(duì)典型雙端輸電線路進(jìn)行分析研究，以電流差動(dòng)保護(hù)和輸電線路負(fù)序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)為例進(jìn)行了分析，鑒于中國(guó)目前220kV及以上等級(jí)的輸電線路大多采用負(fù)序縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)作為其主保護(hù)，因此在本文中對(duì)