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输电线路同杆架设近年来在直流系统上得到了具体应用,而更具普遍意义的是局部同塔双回直流输电线路。现有的高压直流输电线路主保护以及故障测距等均采用基于暂态行波的原理,故障暂态行波波头及其折反射特性则是行波保护动作特性分析、定值整定以及保护新原理研究的基础。局部同塔双回直流线路至少存在一个分界点,由于原来的线路结构将被打破,从分界点两侧入射至分界点的各模量行波会在分界点处发生模量的交叉转换;同时线路参数具有频变特性,不同模量行波在传播过程中发生畸变和衰减的程度也不同;因此,相对于单回线路和完全同塔双回线路,局部同塔双回直流线路的故障暂态行波传播特征更为复杂。而目前针对局部同塔双回直流输电线路的故障暂态分析仍为空白。为此本文围绕局部同塔双回直流线路的行波特性以及耦合分界点对行波保护的影响进行探讨,主要研究工作如下:(1)基于同塔双回直流输电线路的相模变换矩阵,分析同塔双回直流线路的数值解耦以及不同极线发生故障时的模量行波暂态特征,并对比其发生单极接地故障时的故障行波特性与单回线路的差异,为分析局部同塔的故障暂态行波特性奠定理论基础。(2)根据局部同塔双回直流输电线路的结构特点,结合分界点各侧线路段的相模变换,得到了不同线路段入射分界点时各电压模量行波相互交叉折射的系数矩阵;在此基础上,对局部同塔双回直流线路在不同区段线路发生单极接地故障时的故障行波特性进行了定量分析,并比较了其与单回直流线路以及完全同塔双回直流线路的差异性;最后利用PSCAD/EMTDC搭建仿真模型进行分析验证,并讨论了实际工程线路不采用对称换位措施和参数频变等因素对故障行波特性的影响。(3)结合局部同塔双回直流输电线路在分界点处的模量交叉折射特点,对局部同塔双回直流线路在不同区段线路发生单极接地故障时对模量行波保护判据量的影响展开研究,并比较了其与单回直流线路以及完全同塔双回直流线路的差异性。结果表明:局部同塔双回线路的行波保护判据量介于单回线路和完全同塔双回线路之间。当非保护安装点所在线路段故障时,分界点对保护判据量的影响与分界点两侧线路段长度相关:对于线模波变化率,只要单回段超过一定的长度,则其值接近完全单回线路;对于地模变化率,在单回段中传播的越远,则该两个判据量的值与完全同塔双回线路相比越小;而分界点耦合对地模波变化量和线模变化量的影响较小。