超高压输电线路自适应单相重合闸的判据研究.doc
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1、西安科技大学 硕士学位论文超高压输电线路自适应单相重合闸的判据研究 姓名:白维祖 申请学位级别:硕士 专业:电力系统及其自动化 指导教师:商立群 20080415论文题目: 超高压输电线路自适应单相重合闸的判据研究专 业: 电力系统及其自动化硕士生: 白维祖 (签名)重盈至逝一指导教师: 商立群 (签名) 摘 要 超高压输电线路的故障大部分是瞬时性故障,采用自动重合闸技术能够极大地提高供电的可靠性和系统的稳定性。但是重合于永久性故障对系统的稳定性和电气设备带来的危害将比正常状态下的短路更为严重,虽然可以选择重合闸时间,改善重合于永久性故障对系统稳定性的影响,但重合于永久性故障对设备的冲击是不可
2、避免的。为了消除重合于永久性故障对电力系统的危害,应该判断故障的类型,实现自适应重合闸。本文围绕自适应重合闸,对故障产生前后故障相的电压信号进行分析,以寻找永久性故障和瞬时性故障的判据。主要工作如下: )广泛阅读自适应单相自动重合闸的相关著作和论文,了解自适应单相自动重合闸的国内外研究现状,系统地进行研究分析,找到问题的关键。 )分析超高压输电线路上发生单相瞬时性故障或永久性故障时电气量的变化过程,同时结合国内外的研究成果,对电弧的燃烧特性、一次电弧、二次电弧、电弧熄弧时刻、故障相的恢复电压等几个不同的故障后暂态及稳态的变化阶段做进一步的研究与分析。 )对现有自适应重合闸判据进行分析研究,发现
3、存在的问题。针对无并联电抗器补偿的输电线路总结出单相自适应重合闸的综合判据;针对超高压带并联电抗器输电线路提出单相白适应重合闸故障的电压判别方法。 )利用对所得的结论进行分析验证。通过仿真,验证判别方法是否有效可靠地实现超高压输电线路上的单相自适应重合闸。 )介绍重合闸装置硬件与软件的设计思想和要求,以及各个硬件电路和各功能模块程序的流程图。 )对本论文进行了总结,提出该研究方向需要更进一步做的研究工作。关键词:超高压输电线路;单相白适应重合闸;瞬时故障;永久故障 仿真研究类型:应用研究 : : : () : ()兰!塑!步 , , , , : ) , 。 、 , , , , , , ) ,
4、) , ) ?铮洌酰悖澹洌幔? ) , : : 妻料技夫霉 学位论文独创性说明 本人郑重声明:所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知,除了文中加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名:铴墓现日期:矿厶 学位论文知识产权声明书 本人完全了解学校有关保护知识产权的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安科技大学。学校有权保留并向国家有关
5、部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西安科技大学。 保密论文待鳃密后适用本声明。 学位论文作者躲白鄱涉指导教师躲商彳 协莎年暗 绪论 绪论选题背景 随着社会经济的高速发展,对电力系统的可靠性、稳定性和安全性的要求也越来越高。电力系统作为国民经济的支柱产业,其安全稳定运行是关系国计民生的大事。在电力系统的各组成元件中,输电线路作为覆盖面积最大且工作条件最恶劣的元件,受各种各样自然条件的影
6、响,其故障发生率是各个电力设备中最高的。因此,保障线路的正常运行是电力系统的重要任务之一。输电线路故障可分为瞬时性故障和永久性故障两种,永久性故障是指由于线路倒塔、断线、绝缘子击穿或损坏等引起的故障,在线路跳开后,故障点的绝缘不能恢复,这时即使开关再次合上,由于故障依然存在,线路还要再次跳开;瞬时性故障绝大部分是由雷电引起的绝缘子表面闪络,也有大风引起的碰线,通过鸟类及树枝等物落在导线上引起的短路等,这类故障在线路跳开后,电弧可自行熄灭,故障点的绝缘基本恢复到正常水平,此时合上开关,能够恢复正常供电。此外,随着环境污染日益加重,污闪大量发生,在一些特定时期,有可能成为线路故障的主要原因。污闪发
7、生后,线路跳闸,但线路跳闸后,故障的绝缘可能恢复,也可能恢复不了,据文献统计,在次污闪中,有次重合不成功,次重合成功,即污闪可能是永久性故障,也可能是瞬时性故障。 在的架空线路上,由于相间距离大,线路故障绝大部分为单相接地故障。年全国继电保护与安全自动装置运行情况统计表吲】:年,在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。年,在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。在全国线路发生的故障中,单相接地故障
8、为次,占线路故障的。年,在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的 。在全国线路发生的故障中,单相接地故障为次,占线路故障的。 输电线路的故障多具有单相瞬时性特点,对单相故障采取单跳单合既符合线路故障的实际情况又适合我国国情。发生单相故障时只切除故障相并进行重合是确保电力系统安全稳定运行的重要措施,但盲目重合于永久性故障时,一方面电力系统会再次遭受短路电流的冲击,且可能造成重合后电力系统摇摆幅度增大,甚至可能使电力系统失去稳 西安科技大学硕士学位论文定性:另一方面继电保护再次使断路器跳开,断路器在短时间内连续次切断短路电流,恶
9、化了断路器的工作条件,缩短了断路器的使用寿命,有时甚至会造成断路器的爆炸事故。因此,为了最大限度地消除重合于永久性故障的危害,必须在重合之前判断线路故障的性质。 自动重合闸技术作为保证系统安全供电和稳定运行的重要措施之一,已在架空线路上获得了广泛应用。但是,自动重合闸不能判别永久故障的盲目重合性也给电力系统带来了不利影响。长期以来,为了避免自动重合闸重合于永久故障,国内外学者做了大量的研究工作,提出了基于瞬时与永久故障判定的自适应自动重合闸。自适应自动重合闸的基础就是在重合闸动作前对瞬时性故障或永久性故障进行判定,从而避免系统重合于永久故障或者严重永久故障。自适应自动重合闸的研究现状和发展 输
10、电线路自适应自动重合闸的核心内容是永久性故障的判别,该研究方向是由中国学者葛耀中教授于世纪年代提出的【刮,其目的是保证永久性故障时不再重合于故障线路。在此之后国内外电力科研工作者对此进行了大量的研究,主要有以下几种方法: ()基于瞬时性故障恢复电压的方法。利用输电线路上的工频恢复电压进行瞬时性与永久性故障判别是国内外最早的研究方法【,根据单相跳闸后线路上是否存在电容耦合电压来区分瞬时性和永久性故障。文献,给出了永久性故障判别的修正电压判据,但需要对端信号配合。文献在故障性质的判别方法上引入了人工智能,但需要用学习样本进行大量的训练,因此应用起来相对复杂。()基于瞬时性故障电弧特性的方法。由于故
11、障电弧是一个十分复杂的物理化学过程,加上不同类型的电弧特性存在差异,因此基于瞬时性故障电弧特性的故障识别方法难以实用化。()基于高频通道信号衰减率的方法。该方法受线路长度和天气等因素的影响,并且对于不采用高频通信的线路该方法无法使用。综上所述,目前输电线路故障判别方法存在的主要问题是:永久性故障的识别判据基于电压量,受二次回路不可靠的影响;恢复电压和电弧电压的幅值低;将存在电弧的故障等价为瞬时性故障,存在推理因素;并联电抗器的存在给永久性故障判别带来了不便;为兼顾重合闸的快速性和成功率,自适应重合闸应计及二次电弧熄灭的时刻。 自适应自动重合闸的主要任务是对故障性质的可靠识别,即对瞬时性故障或永
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- 关 键 词:
- 超高压 输电 线路 自适应 单相 合闸 判据 研究
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