同杆双回线自适应重合闸的-研究

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1、第一章绪论1．1引言由于电力需求的不断增长和输电走廊的限制，我国在超高压电网中愈来愈多的采用了同塔多回线输电技术。相关研究表明【211，与单回线输电相比，同塔多回线输电技术可以在提高单位面积输送容量，满足电力输送需求的同时，减少了综合造价和线路走廊需求，具有明显的经济效益和社会效益。超高压架空线路上的短路故障大多属于“瞬时性’’故障，在故障线路被保护装置迅速断开以后，故障点很快熄弧，故障消失。待故障点的绝缘恢复以后，如果将断开线路的断路器重新合上，就能恢复正常供电。基于这一点，电力系统广泛采用了自动重合闸技术。统计资料表明，自动重合闸的成功率一般在60％～9

2、0％左右。采用该项技术之后，瞬时性故障时供电的连续性、系统运行的稳定性，电力系统并列运行的稳定性都有了显著的提高，由于断路器或继电保护误动作引起的误跳闸得到了及时纠正并且同步操作明显的减少，断路器的使用寿命也被大幅度的延长。另一方面，重合于永久故障给时电力系统和电力设备带来的危害也是巨大的：系统在较短的时间内连续两次受到短路冲击，可能会因此而失去稳定；断路器由于要连续两次切断短路电流，工作条件可能会因此而恶化。为了避免由于重合于永久性故障所带来的危害，国内学者提出了自适应重合闸的概念¨，，即对瞬时性故障或永久性故障进行预先判断，以确定重合闸是否应该动作。单回

3、线的自动重合闸方式按照合闸相，可以分为单相重合闸、三相重合闸和综合重合闸。单相重合闸对于单相故障，单相跳开单相重合，对于多相故障三相跳开不重合：三相重合闸对于任何故障类型都进行三相跳开三相重合；综合重合闸根据故障类型，单相故障采用单相重合，多相故障采用三相重合。对多回线，除了对每回线采用单回线的重合方式，还可以采用多相重合闸，即对多相故障，跳开故障相，重合故障相。我国在500kV等级的单回线上主要采用单相自动重合闸技术。在500kV的输电系统中，同杆双回线一般是作为发电厂向系统送电的主要通道，或者是向大城市负荷中心送电的重要联络线，负担着传输大容量功率的任务

4、。由于线间距较近，除单回线的故障外，同杆双回线还可能发生两回线之间的跨线故障；同时，当双回线路中的一相或者几相因故障切除后，两回线中仍有可第一章绪论能保证至少有两异名相继续运行。在这些情况下，如果能够对瞬时故障相进行成功地识别并重合，那么对于保留系统的传输能力，提高系统的稳定性和供电可靠性都是十分有利的。另一方面，由于同杆双回线在系统中的重要性，重合于永久型故障对系统稳定性的危害将比单回线更为严重。这就对同杆双回线的自动重合闸提出了更高的要求，一方面，要能够在多种类型的故障切除后对瞬时性故障相和永久性故障相进行可靠的区分；这另一方面需要确保重合逻辑的严密性，

5、避免由于重合逻辑的漏洞导致重合机会的丢失或者由于重合错误而导致两回线全部跳开。1．2同杆双回输电线自适应重合闸的研究现状自适应重合闸属于自适应继电保护的范畴。根据定义n1，自适应继电保护是能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的保护。其基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化，进一步改善保护的性能。自适应自动重合闸正是这一思想的具体体现。随着微机保护在电力系统中的广泛应用，凭借其强大的数据运算和存储能力，一些复杂的数学算法通过编程便可以实现，而高速光纤通信网络的普及则确保了自适应原理所需要的数据能够实时可靠的获得。保护装

6、置硬件上的突破为自适应重合闸理论的发展开辟了广阔的空间。经过十几年的发展，自适应重合闸技术取得了大量的成果u副，根据所采用的故障特征类型可以分为以下几类：I)基于工频耦合电压的单相自适应重合闸判据由于线路的健全相和跳开相之间存在电容耦合作用和电磁耦合作用，在瞬时性故障时，跳开相上的电压为电容耦合电压和电磁耦合电压的叠加；而永久性故障时，由于跳开相的接地过渡电阻远小于线路的相间容抗，电容耦合电压为零，跳开相上只存在电磁耦合电压，且端电压与故障点的位置有关。根据这一特征，文献[1]提出了电压幅值判据和补偿电压幅值判据，文献[10]提出了结合故障测距的电压幅值判据

7、，文献[5]提出了相位判据。这几种方法原理简单明了，能够可靠的区别永久性故障和瞬时性故障，适用于不带并联电抗器的线路。对于带有并联电抗器的线路而言，故障消失后跳开相上会出现衰减的周期分量，该分量与工频耦合电压叠加，使得跳开相电压呈现“拍”的特性，使得上述工频量的判据存在将瞬时性故障误判为永久性故障的可能性。2第一章绪论2)基于衰减周期分量的判据超高压线路送电距离长，分布电容大，为了抑制线路上的过电压，需要加装并联电抗器，同时为了降低单相故障时的故障恢复电压，使故障点尽快熄弧，通常在并联电抗器中心点接入中性点小电抗。当线路发生瞬时性故障时，故障点消失以后，由于

8、储能元件的作用，跳开相上会产生衰减的周期分量，与工频