超高压输电线路行波保护分析

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1、西安理工大学硕士学位论文4．2非接地故障的行波保护算法阈值整定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274．3保护算法的仿真及其分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．4线路阻波器对保护性能的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3l4．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．335利用主分量分析与小波变换的单端保护算法研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．345．1主分量分析与小波变换理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯345．1．1主分量分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。345．1

2、．2暂态行波的小波变换⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。355．1．3主分量分析与小波变换结合的行波信号处理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。365．2保护原理及算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯375．2．1行波的检测⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。375．2．2保护算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。395．3保护算法的仿真测试及分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯425．3．1区内故障且故障初始角较大⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．425．3．2区内故障且故障初始角较小⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．435．3．3发生区外故障时⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．445．4实验结果分析及本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯446总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．466．1研究工作总结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯466．2研究工作展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯46致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．48参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．49硕士期间研究成果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯53附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯～j⋯54Ⅱ绪论l绪论1．1研究的背景与意义近年来，我国电力系统取得跨越式发展，同时远距离、高电压、大容量、联合电网已成趋势【l】。随着我国电力系统不断推进建设坚强智能电网，同时陆续投运大容量机组，电网互联对继电保护的要求也相应提高。继电保护的快速动作有利于增强系统暂态稳定性，提高超高压、特高压输电网架的输电能力可用度，充分发挥其经济性121131。线路一旦发生故障，能否快

5、速、可靠得清除故障是决定线路输电能力和提高电网暂态稳定性的依据。然而，当前高压输电线路普遍采用以工频分量为基础的保护原理，一方面动作速度慢(约10---25ms)，且原理上动作速度已接近极限；另一方面又受诸如过渡电阻、系统振荡、非全相运行等因素影响大【IJ。超高压输电线路故障时会产生工频到高频的故障分量，这些高频故障分量中含有多于工频分量的故障信息，可以用来实现基于工频量无法达到的新型继电保护【4J。与基于工频量的线路保护相比，行波保护具有极快的故障检测速度【5J，具有响应速度快、准确性高等优点，避免了传统保护的固有弊端，能满足超高压输电线路高速保护的要求，而且通常不受过渡

6、电阻、系统振荡等工频现象的影响，使用的数据长度通常小于电流互感器到达饱和的时间因而也不受其饱和因素的影响【6J。因此，基于故障暂态、具有超高速动作特性的行波保护原理日益受到广大继电保护工作者的重视[Tl-00lo目前，使用高频故障分量构成的保护应用于电力系统的硬软件条件都已经基本具备。硬件方面，电力电子技术的长足发展、电力电子器件制作工艺的不断完善以及微处理器的广泛应用，高速采样芯片、DSP技术及GPS全球定位等技术在电力系统中的应用，均为行波的实现提供了有利支撑；例如，在信号的获取方面，有学者设计了专门的电容式互感器来提取特定带宽的暂态高频电压【¨】。同时，在光纤通信技术

7、的支持之下，光电互感器的发展也解决了传统电磁式电流互感器的饱和以及暂态精度不高等问题【I21。国外已有将光学互感器应用于继电保护和故障测距系统的成功案例【I31。软件方面，计算机技术、信息控制技术、信息管理技术以及测量技术等方面的发展，对于目前方兴未艾的智能电网建设均是重要组成部分。例如，逐步形成数字化变电站系统时，当过程层采用基于IEC61850的过程总线时，传感器的采样数据可利用多播技术同时发送至测控、保护、故障录波及相角测量等单元，进而实现了数据共享，根据数字化变电站的特点可以充分应用变电站内信息共享来实现新