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特高压同塔双回线环流不平衡及保护的研究

作　者: 李学斌
导　师: 李斌
学　校: 天津大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 同塔双回线不平衡电流相继速动零序环流
分类号: TM711
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

随着电力需求的迅猛增长和土地资源的日益紧张，输电网络建设的成本越来越高，如何能在满足可靠性要求的基础上提高单位线路走廊宽度下的输电能力，降低电力建设投资，成为电网发展的目标，因此，特高压双回、甚至多回输电线路是我国电网发展与建设的必然选择。但是，对不换位特高压双回或多回输电线路来说，各回线之间的距离较近，且存在静电耦合和电磁耦合。但事实上，对于短线路来说，可忽略静电不平衡，认为导致不换位双回或多回线内部的不平衡问题的只有电磁耦合不平衡。因此，本文仅对电磁耦合的影响进行分析，另外，本文所说的同塔双回线均指不换位同塔双回线。本文分析了同塔双回线的导线排列形式及其阻抗矩阵的特点，在此基础上研究了同塔双回线电流的序分量，指出除穿越性不平衡电流之外，同塔双回线在正常运行或区外相间故障情况下可能出现明显的环流不平衡电流，且该环流不平衡受导线排列形式、区外故障类型等因素的影响。利用EMTDC搭建了特高压同塔双回线模型，通过对特高压同塔双回线的仿真验证，定量分析得到了正常运行和区外相间故障时的不平衡度的大小和随线路长度的变化趋势。当发生区外相间故障时，同塔双回线两侧母线处将存在零序电压，该零序电压的大小和相位受双回线导线排列方式、导线参数、区外相间故障类型和系统参数等的影响。此零序电压可能超过零序方向元件的电压门槛值，而与不平衡零序电流一起导致零序功率方向元件的误动。本文研究了零序电压产生的原因，在此基础上对正常运行和区外相间故障时零序电压的特征以及零序电压对环流不平衡度的影响进行了理论分析，对系统零序阻抗对零序电压的幅值和相位的影响进行了理论和仿真分析。进而，研究了某超高压同塔双回输电线路在区外相间故障时由于零序环流超过门槛值造成零序功率方向元件误动事故。最后，本文阐述了同塔双回线相继速动保护的研究背景和原理，对换位双回线和不换位双回线进行了仿真分析，分别说明了零序、负序或相功率的相继速动保护的动作特性。同时对不换位同塔双回线不平衡电流对相继速动保护的影响进行了分析。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 研究背景  8-10
  1.2 课题的研究现状  10-13
  1.3 本文主要工作及意义  13-15
第二章同塔双回线的不平衡问题  15-45
  2.1 同塔双回线的不平衡度及其建模  15-17
    2.1.1 不平衡产生的原因及不平衡的定义  15
    2.1.2 同塔双回线的发展及导线排列形式  15-16
    2.1.3 同塔双回线系统的建模  16-17
  2.2 同塔双回线不平衡度的分析及仿真  17-25
    2.2.1 正常运行  17-20
    2.2.2 区外相间故障  20-25
  2.3 同塔双回线两端零序电压的分析和仿真  25-41
    2.3.1 正常运行  25-28
    2.3.2 区外相间故障  28-30
    2.3.3 零序电压对环流零序不平衡度的影响  30-32
    2.3.4 双回线负荷电流的影响  32-33
    2.3.5 零序电压的仿真分析  33-41
  2.4 实例分析及方向纵联保护的改进方案  41-44
    2.4.1 实例分析  41-43
    2.4.2 方向纵联保护的改进方案  43-44
  2.5 本章小结  44-45
第三章同塔双回线相继速动保护  45-54
  3.1 相继速动保护的研究背景和原理  45-47
    3.1.1 研究背景  45
    3.1.2 保护原理  45-47
  3.2 相继速动保护的仿真验证与分析  47-53
    3.2.1 仿真环境  47-48
    3.2.2 双回线换位时的仿真结果和分析  48-50
    3.2.3 双回线不换位时的仿真结果和分析  50-51
    3.2.4 负序、正序工频变化量相继速动保护  51-53
  3.3 本章小结  53-54
第四章结论  54-55
参考文献  55-60
发表论文和参加科研情况说明  60-62
致谢  62

特高压同塔双回线环流不平衡及保护的研究

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