同桿并架雙回線路縱聯(lián)保護(hù)與選相技術(shù)研究.pdf

1、同桿并架雙回輸電線路以其輸電容量大、占用輸電走廊少，桿塔建設(shè)投資低等技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)電網(wǎng)中得到了廣泛采用。由于同桿并架線路導(dǎo)線數(shù)目多、雙回線之間距離近，其故障類型和故障暫態(tài)特性遠(yuǎn)較普通單回線或平行雙回線復(fù)雜，傳統(tǒng)的線路保護(hù)難以滿足快速、可靠地切除同桿并架線路故障的應(yīng)用要求。此外，同桿雙回線路輸送功率大，在發(fā)生跨線故障時(shí)，應(yīng)盡量避免雙回線同時(shí)切除，以提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而對(duì)故障選相和自動(dòng)重合閘方式提出了新的更高要求。迄今，雖然同桿

2、并架線路繼電保護(hù)的研究和應(yīng)用已取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，但由于同桿并架線路故障的復(fù)雜性，仍存在許多問(wèn)題有待進(jìn)一步的研究和探討。因此，深入開(kāi)展同桿并架線路繼電保護(hù)技術(shù)的研究，對(duì)提高保護(hù)的性能和應(yīng)用水平，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，具有非常重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。
　　 同桿并架線路保護(hù)的研究涉及諸多方面，其中距離縱聯(lián)保護(hù)、方向縱聯(lián)保護(hù)以及故障選相元件在實(shí)際應(yīng)用中面臨的問(wèn)題較為突出，也是同桿并架線路保護(hù)研究的重點(diǎn)。本文將主要圍繞上述問(wèn)題展開(kāi)課題研究

3、工作。
　　 論文首先對(duì)同桿并架雙回輸電線路保護(hù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，重點(diǎn)針對(duì)同桿并架線路保護(hù)中的距離元件、方向元件以及故障選相元件在實(shí)用中面臨的問(wèn)題進(jìn)行了評(píng)述和總結(jié)，在此基礎(chǔ)上，闡述了論文工作的重點(diǎn)和主要內(nèi)容。
　　 鑒于同桿并架線路故障時(shí)電氣量的變化特性復(fù)雜，理論分析難度大，因此，構(gòu)建模擬實(shí)際線路的仿真分析平臺(tái)是進(jìn)行線路保護(hù)原理研究的重要手段。由于同桿并架線路六相線之間的互感參數(shù)存在明顯差異，傳統(tǒng)的基于序分量法

4、構(gòu)建的輸電線路模型不再適用。本文以湖北省恩施～水布埡ⅠⅡ回500kV 輸電線路為原型，從桿塔和線路的結(jié)構(gòu)參數(shù)入手，建立了同桿并架雙回輸電線路的數(shù)字仿真模型。該模型可以完整計(jì)及線路參數(shù)不對(duì)稱性的影響，更準(zhǔn)確地模擬同桿并架線路發(fā)生故障后的電氣暫態(tài)過(guò)程。
　　 此外，根據(jù)線路保護(hù)特性研究的需要，在仿真平臺(tái)構(gòu)建中，配置了故障點(diǎn)與故障類型控制模塊以及暫態(tài)仿真數(shù)據(jù)輸出模塊，以進(jìn)行各種故障情況下電氣量的處理和保護(hù)原理的分析。論文系統(tǒng)介紹了同桿

5、并架線路仿真分析平臺(tái)的構(gòu)建方法和設(shè)計(jì)要點(diǎn)。
　　 故障選相元件的性能對(duì)保護(hù)的動(dòng)作行為和自動(dòng)重合閘裝置的正確工作有著重要影響。同桿并架線路發(fā)生跨線故障時(shí)，由于保護(hù)裝置只能利用本線的三相電流和電壓信號(hào)，傳統(tǒng)的基于電流突變量、序電流分區(qū)加阻抗判斷的單回線故障選相方法不再適用，需采用新的選相方法。本文在對(duì)典型同桿并架故障選相元件的動(dòng)作特性進(jìn)行分析研究的基礎(chǔ)上，提出了一種新的故障選相方案。該方案首先根據(jù)故障電壓突變量信號(hào)和穩(wěn)態(tài)量信號(hào)確定故

6、障類型，然后根據(jù)所選出的故障類型，利用故障相電流大小和相位差以及阻抗方向等輔助判據(jù)綜合確定本線實(shí)際故障相別。仿真結(jié)果驗(yàn)證了所提出的選相方案的有效性。
　　 距離保護(hù)應(yīng)用于同桿并架線路時(shí)面臨的一個(gè)突出問(wèn)題是，當(dāng)發(fā)生跨線故障時(shí)，阻抗測(cè)量元件的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際短路阻抗可能存在較大誤差，從而可能導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)或拒動(dòng)。此外，由于兩回線之間間距小，零序互感較大，將對(duì)距離保護(hù)的性能造成很大影響。本文從同桿并架雙回線的故障特點(diǎn)入手，結(jié)合兩回線零序電

7、流的相位情況，分析了零序互感對(duì)接地距離保護(hù)的影響。同時(shí)針對(duì)跨線不接地故障這一同桿并架雙回線路特有的故障類型，分析了相間距離保護(hù)測(cè)量阻抗的變化點(diǎn)、存在的問(wèn)題以及相應(yīng)的解決方法。
　　 在縱聯(lián)方向保護(hù)中，傳統(tǒng)的零序和負(fù)序方向元件在簡(jiǎn)單故障情況下可保證動(dòng)作的正確性，但同桿并架雙回線的跨線故障屬?gòu)?fù)故障類型，因此，有必要對(duì)方向元件在跨線故障情況下的動(dòng)作行為進(jìn)行研究和分析。本文結(jié)合六序分量法和電流、電壓相量圖法，對(duì)零序方向元件和負(fù)序方向元件