高压电缆--架空线混合输电线路重合闸及故障测距方法的研究

摘要

高压输电线路作为电力系统的重要组成部分，担负着输送电能、连接电网以及电气设备的重任，输电线路的正常运行是电力系统安全稳定运行的基础。近年来，随着电缆-架空线混合输电线路的广泛应用，混合线路的重合闸及故障测距问题引起了众多学者的关注。电缆-架空线混合输电线路发生故障后，一方面需要快速准确地判定故障区段，以便重合闸正确动作，从而提高电力系统的供电可靠性；另一方面，需要求解出精确的故障距离，以便加快恢复供电、减少经济损失。因此，本文对混合线路重合闸及故障测距方法进行了研究。　　首先，提出了一种基于连接点正序电流相位变化的混合线路重合闸方案。该方案推导了不同区段发生短路故障时，故障前后流经混合线路连接点处正序电流相位变化的表达式，并分析出不同区段故障时，对应的相位变化呈现不同特征，能够有效判别故障区段，由此提出重合闸动作的判据。对于不同类型的短路故障，该方案能准确判别故障区段，且判别结果不受线路参数误差的影响；对于混合线路连接点附近的短路故障，均能正确判别故障区段，从而使重合闸正确动作，不存在判别死区。　　其次，提出了一种基于系统一端的电压电流和流经连接点的电流求解故障距离的方法。该测距方法利用前一章的判别方法判别故障区段，在已知的故障区段内利用过渡电阻的纯电阻性质，分别推导了系统发生不同类型短路故障时，对应的故障距离的计算公式。该方法基本不受故障位置、故障类型及过渡电阻等因素的影响，具有较高的测距精度。　　最后，提出了一种基于双端非同步数据的混合线路故障测距方法，该方法可以从原理上消除双端数据不同步的影响。针对不对称短路故障，利用系统两侧的电流、电压推算故障点电压，通过正序电压分量与负序电压分量的比值消除不同步角，并以此构造混合线路故障测距函数，根据测距函数的单调性可知仅在故障点处其函数值为零，因此可采用二分法等搜索算法求解故障点。同理，对于对称短路故障，可采用正序电压分量与正序电压故障分量的比值消除不同步角，从而求解出故障点。该方法具有较高的测距精度，且基本不受故障位置、过渡电阻和不同步角等因素的影响。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2.1 混合输电线路的重合闸

1.2.2 混合输电线路的故障测距

1.3 本文的主要研究内容

2 基于连接点电流的高压电缆-架空线混合线路重合闸方案

2.1 引言

2.2 混合线路重合闸的基本原理

2.2.1 混合线路重合闸判据的理论推导

2.2.2 混合线路重合闸判据的可靠性分析

2.3 混合线路重合闸的具体流程

2.4 重合闸判据在B型混合输电线路中的应用

2.5.1 参数设置

2.5.2 仿真结果

2.5.3 与现有方法的仿真对比

2.5.4 B型混合线路的仿真结果

2.6 本章小结

3 基于连接点电流的高压电缆-架空线混合线路故障测距方法

3.1 引言

3.2 故障测距方法的基本原理

3.2.1 三相短路

3.2.2 两相短路

3.2.3 两相短路接地

3.2.4 单相接地

3.3 故障测距方法的具体流程

3.4.1 参数设置

3.4.2 仿真结果

3.5 本章小结

4 基于双端非同步数据的高压电缆-架空线混合线路故障测距方法

4.1 引言

4.2 输电线路的分布参数线路模型

4.3.1 电缆线路故障

4.3.2 架空线故障

4.3.3 测距函数的单调性证明

4.3.4 三相对称短路故障的测距函数

4.4 测距方法的具体流程

4.5 测距方法的推广

4.6.1 参数设置

4.6.2 仿真结果

4.7 本章小结

5 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录：

B. 学位论文数据集

致谢