精確匹配輸電線路暫態模型的快速距離保護新原理研究

《精確匹配輸電線路暫態模型的快速距離保護新原理研究》是依託華中科技大學，由文明浩擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：精確匹配輸電線路暫態模型的快速距離保護新原理研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：文明浩
• 依託單位：華中科技大學

中文摘要

超、特高壓輸電線路距離保護保障系統安全穩定的作用是不可能被縱聯保護完全取代。電容式電壓互感器(CVT)暫態過程是引起超、特高壓線路距離保護暫態超越的主要原因之一，常規研究思路有設計濾波器、自適應延時、還原CVT輸入信號等。本項目申請提出了解決此問題新途徑，在申請者已提出的輸電線路等傳變理論基礎上，首次提出故障點電壓經過的線性電路傳變環節與保護安裝處電壓、電流的傳變環節一致情況下，保護安裝處與故障點之間的電勢差和流過保護的電流仍符合被保護線路分布參數模型。擬從故障點電壓重構、虛擬數字傳變方法、解微分方程算法、選相方法等方面展開研究，提出精確匹配輸電線路暫態模型的快速距離保護新原理，突破在超、特高壓線路故障暫態過程中CVT、高次諧波和非周期分量等對距離保護性能的制約，實現十毫秒內金屬性故障定值誤差小於5%的指標，也為數位化變電站配置的電子式互感器傳變環節帶來的線路保護新問題研究提供有價值參考。

結題摘要

CVT的暫態過程、高頻分量及非周期分量是導致距離保護出現暫態超越現象的幾個主要因素。根據輸電線路等傳變理論，如果保護安裝處電壓電流與故障點電壓經過的傳變環節一致，那么它們的相互關係仍符合原輸電線路分布參數模型。據此，開展了四個方面的研究工作，提出了故障點電壓重構方法，將發生故障前的故障點電壓用被保護線路某一點的補償電壓代替，而故障後的故障點電壓則為過渡電阻的壓降；提出了虛擬數字CVT傳變方法，將保護安裝處的電流和故障點電壓都經過了與保護安裝處實際CVT 傳變特性相同的虛擬數字傳變環節；根據多種線路模型建立了保護安裝處電壓、電流與故障點電壓的微分方程，並提出了求解精確故障距離的算法；提出了比較單相故障和相間故障等6個測距元件的快速選相新方法。由此形成了精確匹配輸電線路暫態模型的快速距離保護新原理，突破了在超高壓、特高壓線路故障暫態過程中電容式電壓互感器、高次諧波和非周期分量等因素對傳統距離保護性能的制約，仿真計算表明，金屬性故障可以實現10毫秒內定值誤差小於5%；完成了動模實驗，驗證了保護新原理的有效性。將等傳變距離保護新原理套用到可控串補線路，數字仿真驗證了其可行性。