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第7章 主要结论 1．输电线路电流差动保护会受到分布电容电流的影响。论文基于电容电流稳态和时域暂态补偿方法，提出了适合于TV断线或通道容量受限某侧电压无法获取时的单端电压补偿方案，并将补偿方法从普通双端线路扩展到T接多端分支线路。论文以两种拓扑结构线路为模型，大量仿真表明：与多端电压补偿相比，单端电压补偿计算量稍大，但两种方案对应的不平衡差流相差很小，当通道受限或某侧TV断线时，可采用单端电压补偿来减小不平衡差流；稳态补偿和时域暂态补偿两种方法在稳态运行时的效果很接近，均能有效补偿稳态电容电流；区外故障、空充合闸等暂态过程中电容电流的频率成分复杂，尤其是空载合闸时，由于比例制动判据失效，差动保护最小动作电流的整定必须躲过对应暂态不平衡差流的最大值，而此时的不平衡差流通常是最严重的，且衰减缓慢，稳态补偿法只能补偿一小部分暂态电容电流，时域暂态补偿法的补偿效果仅稍好于稳态补偿法，仍有较大的不平衡差流存在。因此，电容电流补偿能在一定程度上适当降低差动保护的动作门槛，提高保护的灵敏度，但程度有限，仍无法完全消除输电线路分布电容电流对差动保护的影响。 2．行波差动保护基于输电线路两侧方向性行波的差值来判断故障，从原理上完全消除了电容电流的影响，线路内部无故障时，行波差流值理论上为零。论文基于行波基本特性和行波差动保护原理，提出了4种行波差流构成方案，并进行了分析对比，就区内故障时保护灵敏性和动作速度而言，反向行波差流能获得更好的效果；在TV断线或通道容量受限不能传送电压等特殊情况下，可采用正、反向行波相结合的方案。实际三相输电线路需采用模变换解耦获得行波差动保护分相动作判据，以实现选相跳闸。 3．线路无故障时行波差流值理论上为零，但实际应用时由于数据插值误差、同步对时误差、线路模型误差、波速不一致性、线路参数不确定性以及CVT暂态传变误差等因素的影响，即使线路无故障也会产生一定的行波不平衡差流。论文从上述6方面着手，从理论上全面剖析了行波不平衡差流的来源和影响因素，并得出一些重要的结论：(1)线路电阻模型误差引起的不平衡差流很小，应用时为减少计算量可直接采用基于无损线路的行波差动保护判据；(2)插值误差、对时误差引起的差流与电流行波幅值成正比，且分别与信号频率的平方和一次方成正比，因此对暂态高频分量非常敏感，必须进行滤波处理；(3)区内故障时由于行波地模分量与空间模量波速不一致，会在非故障相产生不平衡差流，其值随故障点电流及故障点至保护安装处距离的增大而增大，同时随故障电流频率的升高而变大；(4)线路电容(或电感)参数误差引起的不平衡差流以高频分量为主，其衰减时常为2L/R，差流中各频率成分幅值近似与参数误差绝对值成正比，且与线路长度有关，对于普通系统，线路越长，差流中基波幅值越大；(5)CVT暂态产生的不平衡差流与暂态噪声大小成正比，包含低频分量、高频分量和非周期分量。CVT暂态对行波差动保护影响的大小与滤波算法的选取直接相关，由于全波傅氏算法能较好地滤除高频分量和一部分低频分量，因而能大大降低CVT暂态噪声对行波差动保护的影响。这些结论的获得为行波差动保护实用方案的研究奠定了基础。 4．行波差动保护实用时由于上述因素的影响，线路无故障时会产生不平衡差流，可能造成行波差动保护误动。为此，论文在上述行波不平衡差流分析的基础上，提出了一种行波差动保护的实用方案及其具体的实现技术：(1)在本文定义下，采用改进的反向行波差流，并在现有通道基础上，通过提高本侧装置采样率来减小插值误差，降低行波不平衡差流；(2)插值误差、对时误差等引起的差流与电流行波幅值成正比，为此引入行波电流制动量，构成行波差动比例制动判据，以防止区外故障和线路空充暂态时保护误动；(3)区内故障时，波速不一致性会在非故障相产生不平衡差流，其值随故障相行波差流增大而增大，为此引入故障相行波差流作为制动量，防止非故障相误动；(4)由于插值误差、对时误差等引起的不平衡差流，以及波速不一致在非故障相引起的差流均对暂态高频分量非常敏感，同时为降低CVT暂态的影响，采用全波傅氏算法做滤波处理，并采取措施消除测量误差等的影响。该方案可在现有光纤通道基础上实现，能有效防止区外故障、线路空充时误动，区内故障能快速灵敏动作，有很强的选相跳闸能力，应用前景良好。 5．随着电力系统的发展，电网规模的扩大，一些特殊结构的输电线路如带并联电抗器线路、T接线路、带串补线路、同杆双回线路等在国内外电力系统中应用日益广泛。对于带并联电抗器线路、T接线路和带串补线路，当行波传输到这些装置或T节点时，会发生反射和折射，即使线路正常也会产生较大的不平衡差流，影响行波差动保护的应用，论文针对这些线路分别给出了合理准确的行波差流定义，使线路正常、区外故障以及线路空充时的不平衡差流值大大降低。针对存在零序耦合的同杆双回线，采用解耦变换矩阵求得各相差流和行波制动电流，并分析了区内单回线故障与跨线故障时故障相与健全相的差流特征，结果表明区内故障时同杆双回线健全相不平衡差流比单回线严重，这是由于同杆双回线中地模分量与空间模量的波速相差更大的缘故，因此实用方案中需提高相应的制动系数。理论与仿真验证表明，采用论文定义的行波差流和所提出的实用方案，行波差动保护能很好地应用于这些特殊线路。 6．特高压输电线路合闸空充时暂态电流大且衰减缓慢，电流差动保护按此整定的门槛值较高，为此论文提出一种空载合闸于故障保护，以此作为差动保护的辅助保护来提高保护性能。论文以1000kV交流特高压示范工程为模型，研究线路空充暂态特性及其对传统合闸于故障保护的影响，分析了线路空充和合闸于故障线路时保护安装处测量阻抗角的不同：合闸于故障时测量阻抗角较大，线路空充时其值很小，但由于空充暂态电流中含大量的谐波分量，使算法提取的电流相量畸变，若仅利用测量阻抗角判据会造成保护误动；线路空充时谐波含量高，而合闸于故障时谐波含量相对低，且很快衰减，因此可结合测量阻抗角和谐波水平估计值特征，并配以带偏移特性的快速距离继电器，所提的空载合闸于故障保护新方案能快速准确地识别线路正常或故障状态，可以迅速切除故障，且灵敏度高，具有很高的实用价值。 | 
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狗仔卡
发表于 2010-8-14 21:37:52
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