差动保护新原理的研究及其在广域保护中应用

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1、AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringNewDifferentialProtectionTheoryResearchanditsApplicationinWide-areaProtectionCandidate:TanQianMajor:PowerSystemanditsAutomationSupervisor:Prof.LiuPeiHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan4

2、30074,P.R.ChinaJanuary,2012独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，本人授权华中科技大学可以将本学位论

3、文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。(请在以上方框内打“√”)学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要随着我国经济的快速发展，电能需求量日益增长，电网容量和规模逐渐扩大，电网结构日益复杂。使得现代电力系统的运行状态越来越复杂，从而导致了电网的安全隐患更趋复杂化，多样化，而电力系统的安全稳定要求也越来越高，这无疑对现在的继电保护提出更严格的要求。电力系统时有保护误动事故发生，以及近年来的大停电事故都表明传统的保护体系不能保证电力系

4、统安全可靠的运行。怎样来使电力系统更可靠更安全的运行，国内外学者主要在两方面做出了大量研究：其一，传统主保护的理论扩展和实现智能化、自适应化；其二，采集广域多点信息综合决策的广域后备保护来替代传统后备保护。本文也是针对这两个方面来展开研究。提高变压器差动保护的安全性和灵敏性一直是学术界关注的热点问题。故障分量差动保护由于灵敏度更高，已经在实际运行中得到广泛应用，但是该保护(包括全电流差动保护)判据由于固定了动作特性曲线的有关参数，导致不能同时提高保护的安全性和灵敏度。本文提出了一种自适应保护的新判据，该判据可以根据系统运行状态来调节动作特性各参数，能更可靠区分

5、区内、外故障，相比传统的故障分量差动保护具有更高的灵敏度和安全性。与此同时，分析了变压器过载使得铁芯过励磁并引起主保护误动的问题，提出了一种根据变压器铁芯的实际运行磁通密度来调整差动电流门槛值改进的差动保护整定算法。对高压变压器的动模试验数据进行了大量的仿真验证了该保护判据的有效性。并对TA局部暂态饱和情况下该判据的防误动能力进行了分析。本文还具体分析了广域保护系统应具有的基本功能和对保护IED进行关联区域划分的必要性。提出了几类常见的广域保护系统结构，并比较了他们各自的优缺点。讨论了广域保护系统的工作模式，并提出了一种基于Petri网理论的保护IED关联域的

6、划分原则。用常见的双母线接线方式和一个半断路器接线方式的网络拓扑结构为例来划分保护关联域，验证了该划分方法的可行性。最后本文对两类常见的广域保护动作判据进行比较分析，选择了差动动作判据作为广域保护的动作判据。并在此基础上，提出了基于元组的广域保护算法，通过对IEEE5节点系统的分析和与基于图论的广域保护算法比较，验证了该算法的可行性和优越性。关键词：差动保护；自适应；广域保护；关联域划分；元组；IAbstractWiththerapiddevelopmentsofChineseeconomy,thedemandsofelectricityisgrowingwh

7、ichleadstothegraduallyexpansionofpowersystemcapacityandthecomplicationofpowergridconstruction.Theintricaterunningstatushavegivenrisetothecomplicationanddiversificationofthepotentialsafetyhazard.Toeliminatethesafetyhazards,thestandardofrelayprotectionmustbemorerestricted.Meanwhile,th

8、efrequentlyoccurren