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精确匹配输电线路暂态模型的快速距离保护新原理研究

作 者: 徐沙能
导 师: 文明浩
学 校: 华中科技大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 距离保护 暂态超越 CVT 暂态分量 等传变理论 输电线路模型 解微分方程算法
分类号: TM773
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 12次
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内容摘要


距离保护中,CVT的暂态过程和故障暂态中的高频分量及非周期分量的影响会导致距离保护测距误差大,可能出现暂态超越的现象。传统解决暂态超越现象的方法主要有在暂态过程中缩小保护范围和延时保护动作,这些牺牲了保护的性能。国内外研究的解决暂态超越现象的主要方法有自适应延时,补偿二次侧电压,根据二次侧电压反推一次侧电压和采用新的保护算法等。这些方法都在一定程度上提高了保护的测距精度,但并没有从根本上解决暂态超越现象。提出的新算法以等传变理论为基础,从与以往的研究不同的思路来解决暂态超越现象。新算法从故障点电压的求解,虚拟数字CVT传变和解微分方程算法三方面展开研究。比较了新算法与解微分方程算法,半波傅氏算法和全波傅氏算法的测距性能。基于ATP的仿真计算结果表明,当线路中距离保护安装处近端发生各种类型的金属性故障时,新算法比其他保护算法的测距性能好;当线路中保护安装处远端发生故障时,新算法测距性能变差,甚至比两种傅氏算法还差。新算法将输电线路等效为集中参数的R-L模型,这导致了线路中离保护安装处远端故障时测距误差太大。研究了输电线路基于π模型,T模型和2π模型时的保护新算法。基于π模型,T模型和2π模型的新算法都主要包括电容电流的求解和故障距离的迭代计算两部分。仿真计算结果表明,三种新算法比基于R-L模型的新算法的测距性能好,其中基于π模型的新算法的测距性能最稳定,在距离保护安装处250km的位置发生故障时都有满意的测距效果。为了进一步提高新算法的测距性能,研究了基于π模型的新算法中采样率,最小二乘法的窗长和巴特沃斯低通滤波器的截止频率等因素对算法测距性能的影响。仿真计算结果表明,合理地选择采样率,窗长和截止频率能够提高保护新算法的测距性能。此外,本文结尾处指出了新算法的不足,并指明了下阶段的研究方向。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-18
  1.1 课题的研究背景  9-10
  1.2 暂态超越现象的研究  10-13
  1.3 克服距离保护暂态超越现象的研究现状  13-16
  1.4 论文的主要工作及章节安排  16-18
2 基于等传变理论的距离保护新算法  18-32
  2.1 引言  18
  2.2 故障点电压的求取  18-19
  2.3 虚拟数字 CVT 传变  19-22
  2.4 基于 R-L 模型的解微分方程算法  22-23
  2.5 基于等传变理论的距离保护新算法  23
  2.6 仿真分析  23-31
  2.7 本章小结  31-32
3 基于不同输电线路模型的距离保护新算法  32-48
  3.1 引言  32
  3.2 输电线路基于π模型的距离保护新算法  32-34
  3.3 输电线路基于 T 模型的距离保护新算法  34-37
  3.4 输电线路基于 2π模型的距离保护新算法  37-40
  3.5 基于不同输电线路模型的新算法的测距性能仿真分析  40-47
  3.6 本章小结  47-48
4 影响距离保护新算法的其他因素  48-69
  4.1 引言  48
  4.2 采样率对新算法的影响  48-54
  4.3 最小二乘法的窗长对新算法的影响  54-61
  4.4 巴特沃斯低通滤波器的截止频率对新算法的影响  61-67
  4.5 优化采样率,窗长和滤波截止频率的新算法  67-68
  4.6 本章小结  68-69
5 全文总结与展望  69-72
  5.1 全文总结  69-70
  5.2 下一步工作展望  70-72
致谢  72-73
参考文献  73-78
附录 在学期间发表的学术论文和参加科研情况  78

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统继电保护 > 线路保护
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