基于頻率特征的振蕩識(shí)別及雙回線零序問(wèn)題研究.pdf

1、電力工業(yè)的高速發(fā)展在帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)使電網(wǎng)日趨復(fù)雜，系統(tǒng)振蕩發(fā)生的概率也大大增加。在系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，失步解列裝置和繼電保護(hù)裝置的正確動(dòng)作對(duì)于避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大具有重要意義，振蕩識(shí)別則是其核心技術(shù)之一。同時(shí)，隨著電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展和土地資源的日益緊缺，雙回線路日益增多，線路走廊也日趨緊密，因此有必要對(duì)雙回線零序問(wèn)題進(jìn)行研究。本文以振蕩過(guò)程中的電氣量頻率特征分析為基礎(chǔ)，對(duì)基于頻率特征的振蕩識(shí)別原理進(jìn)行了研究;同時(shí)以平行雙回線對(duì)零序保護(hù)

2、的影響分析為基礎(chǔ)，對(duì)改進(jìn)算法進(jìn)行了研究。論文的主要內(nèi)容和成果如下:
　　研究了電力系統(tǒng)振蕩過(guò)程中電流頻率和電壓頻率的特征。對(duì)振蕩中心和非振蕩中心的電流頻率和電壓頻率的表達(dá)式進(jìn)行了推導(dǎo)，并根據(jù)其表達(dá)式對(duì)系統(tǒng)振蕩過(guò)程中的頻率特征進(jìn)行了總結(jié)和分析。同時(shí)研究了兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)幅值不等和系統(tǒng)內(nèi)各元件阻抗角不等對(duì)頻率特征的影響。研究表明當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生振蕩時(shí)，只有振蕩中心的電壓頻率等于電流頻率;非振蕩中心的電壓頻率在兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)頻率范圍內(nèi)隨功角變化呈周期性

3、變化。兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)幅值是否相等或系統(tǒng)內(nèi)各元件阻抗角是否相等均不對(duì)上述頻率特征造成影響。
　　提出了一種基于電氣量頻率差異的振蕩識(shí)別原理。首先對(duì)系統(tǒng)振蕩過(guò)程中電氣量頻率差異的特征進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，引入了振蕩因子的概念，用以表征某點(diǎn)電壓頻率和電流頻率的比較情況。在此基礎(chǔ)上，提出了基于電氣量頻率差異的振蕩及振蕩中心的識(shí)別原理。該原理可以判別系統(tǒng)是否發(fā)生振蕩，并判斷振蕩中心是否在元件內(nèi)部。同時(shí)該原理能夠自適應(yīng)于系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和運(yùn)行方式的變化，且

4、不受中間負(fù)荷變化的影響。
　　提出了一種基于電壓頻率特征的振蕩識(shí)別原理。首先對(duì)系統(tǒng)振蕩過(guò)程中電壓頻率的特征進(jìn)行了進(jìn)一步的研究。對(duì)系統(tǒng)內(nèi)任意點(diǎn)電壓頻率的導(dǎo)數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)，并對(duì)其特征進(jìn)行了分析和總結(jié)，同時(shí)研究了兩側(cè)電動(dòng)勢(shì)幅值不等和系統(tǒng)內(nèi)各元件阻抗角不等對(duì)電壓頻率導(dǎo)數(shù)特征的影響。以此為基礎(chǔ)，提出了基于電壓頻率特征的振蕩識(shí)別原理。根據(jù)其原理，該判據(jù)能夠在振蕩發(fā)生的首半個(gè)周期即判斷出振蕩中心是否位于元件內(nèi)部;即使由于某種原因?qū)е聸](méi)能在振蕩的首半

5、個(gè)周期作出判別，該判據(jù)仍然可以在振蕩的后半個(gè)周期再次作出判別。同時(shí)該原理也不受系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變化、運(yùn)行方式變化及中間負(fù)荷變化的影響。
　　研究了平行雙回線對(duì)縱聯(lián)零序方向保護(hù)的影響。采用互感線路的一般模型進(jìn)行了故障計(jì)算，使研究具有通用性。以此為基礎(chǔ)，分析了互感線路內(nèi)部故障和外部故障時(shí)，其各端零序方向元件的動(dòng)作行為，使零序方向元件受相鄰線路電氣聯(lián)系強(qiáng)弱影響的現(xiàn)象更加直觀化。同時(shí)根據(jù)一般模型的推導(dǎo)結(jié)果對(duì)互感線路的幾種常見(jiàn)形式進(jìn)行了進(jìn)一步的研究

6、。研究表明，故障線路縱聯(lián)零序方向保護(hù)不受零序互感的影響，能夠正確動(dòng)作;對(duì)于與其存在互感的非故障線路而言，電氣聯(lián)系越緊密，零序方向元件誤動(dòng)的可能性越小;反之，誤動(dòng)可能性越大。因此在強(qiáng)磁弱電的情況下，可以采用縱聯(lián)負(fù)序方向保護(hù)與縱聯(lián)零序方向保護(hù)相結(jié)合的策略以防止零序方向保護(hù)的誤動(dòng)。
　　提出了一種引入修正因子的反時(shí)限零序電流保護(hù)改進(jìn)算法。首先分析了平行雙回線對(duì)反時(shí)限零序電流保護(hù)的影響。對(duì)雙回線內(nèi)部接地故障時(shí)，零序電流的分布情況和保護(hù)元件