带并联电抗器超高压输电线路永久性故障判别研究

摘要

500kV超高压输电线路发生单相接地故障大部分是瞬时性故障，采用自动重合闸技术使故障线路在短时间内恢复供电，可以大大提高输电的可靠性和连续性。但是重合于永久性故障对系统的稳定性和电气设备带来的危害高于正常短路时。为了避免永久性故障时自动重合闸装置的再次重合对电力系统造成危害，应该在重合闸二次合闸前判断故障的性质，从而实现自适应重合闸。在超高压输电线路中安装并联电抗器可限制过电压，中性点加小电抗可抑制潜供电流的大小，提高合闸成功率，因此对于带并联电抗器输电线路故障性质的判别的研究具有实际意义。
　　本研究主要内容包括：⑴分析了并联电抗器及中性点小电抗在超高压线路中的安装地点、接线方式和选取，以及如何避免串联谐振的发生。建立了线路仿真模型，研究中性点小电抗对潜供电流的抑制作用，从而提高合闸成功率。⑵研究了带并联电抗器输电线路单相接地故障后恢复电压的特性。瞬时性故障时恢复电压由电容耦合电压和电磁耦合电压组成，永久性故障时恢复电压仅包含电磁耦合电压。分析了带并联电抗器补偿的线路中，故障相端电压、并联电抗器和小电抗电压三者的关系。对断开相电压进行了仿真验证，仿真结果表明，瞬时性故障时并联电抗器和中性点接小电抗两者之间的电压波形差异性大于永久性故障时两者之间的电压波形差异性。⑶根据信号距离函数的特性，提出了基于时域有限因果离散信号互距离函数的自适应重合闸故障判据，通过检测计算故障相并联电抗器电压和中性点接小电抗电压之间的互距离函数值，根据数值大小判定故障性质。利用仿真软件对不同性质的故障进行仿真，仿真试验结果表明，在不同故障位置、不同过渡电阻的情况下所提出的判别方法可以有效、可靠地判断故障性质。

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1 绪论

1.1 选题背景及研究的意义

1.2 自动重合闸与自适应重合闸

1.3 国内外的研究现状及发展趋势

1.4本课题研究的内容

2并联电抗器及中性点小电抗的作用和潜供电流分析

2.1 并联电抗器及中性点小电抗的作用及补偿原理

2.2 并联电抗器在输电线路中的安装位置

2.3 并联电抗器在输电线路中补偿度的选择

2.4 中性点小电抗的选择

2.5 小结

3 输电线路单相接地物理过程及故障相电压分析

3.1 单相接地的物理过程

3.2 故障点电弧分析

3.3单回线故障相恢复电压及并联电抗器电压分析

3.4 双回线故障相恢复电压及并联电抗器电压分析

3.4 单回线单相接地故障仿真分析

3.5 双回线单相接地故障仿真分析

3.6 小结

4 基于信号距离的永久性故障诊断及仿真验证

4.1 信号距离函数

4.2 信号距离函数在输电线路永久性故障识别中的应用

4.3 单回线故障判据仿真验证

4.4 双回输电线路故障判据仿真验证

4.4 小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

致谢

参考文献