含串补电容的超高压线路暂态保护研究

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超高压线路的串补电容具有提高传输功率,提高系统稳定性,减少输电线线损,灵活调节潮流等优点,从而有效保证电网安全可靠运行,因此得到较多应用。然而,串补电容改变了线路阻抗的连续性,可能导致传统保护的误动或拒动。串补电容保护 MOV及空气气隙的非线性特性也会导致故障时产生大量的高频谐波,从而进一步影响传统保护的正确动作。本文对含串补电容的超高压线路暂态保护新方法进行了研究,主要研究成果有:  (1)依据波过程以及频率响应理论,推导出基于复阻抗的行波折反射系数。根据行波在串补电容及母线分布电容处的折反射分析,将电流波经过串补电容等效为高通滤波器模型,电流波经过母线分布电容等效为低通滤波器模型,为暂态量频域特征及能量行波有效频段的选取提供理论基础。  (2)建立了基于暂态量频率特征的保护判据。通过分析不同故障位置产生的电流波在保护安装处的频域特性,得出区外故障的保护安装处电流波高频能量低于区内故障。利用小波分解提取单端电流量的高低频段能量,并比较高低频能积比与能量比仿真结果,得出积分能平滑能量波动,使保护更有效。同时,该保护能在故障后数毫秒内动作,有效避开了MOV及气隙的非线性特性对保护的影响。仿真结果表明,该算法能在各类故障下正确动作。  (3)提出了利用有效频段的能量行波保护判据。比较各故障位置时电流波衰减情况,找出衰减最小的频段作为有效频段。计算该频段电流能量,采用小波变换检测双端能量行波的波头时间,判断故障区段,并实现区内故障定位。由于算法采用双端数据的波头时间,MOV未启动,避免了其非线性特性的影响。仿真结果证明该方法不仅能正确动作,而且能在各种条件下准确定位区内故障位置,对及时排除故障、维持电力系统稳定运行有重要意义。  最后,对全文总结,并指出有待解决的问题及进一步的研究方向。
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