特高压直流最后断路器保护改进策略及协调机制研究

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1、分类号学号M201371149学校代码10487密级硕士学位论文特高压直流最后断路器保护改进策略及协调机制研究学位申请人：田丰伟学科专业：电气工程指导教师：林湘宁教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringStudyofImprovedStrategyandCoordinationMechanismoftheLastCircuitBreakerProtectionforUHVDCCandidate：TianFengw

2、eiMajor：ElectricalEngineeringSupervisor：Prof.LinXiangningHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015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

3、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：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要随着国民经济的快速发展，我国电力工业也取得了巨大飞跃，但负荷和能源在地理分布上的极不均衡对电网输送能力提出了越来越高的要求，亟需建设

4、全国性的能源传输通道，以实现长距离大容量的电力输送。特高压直流输电输送容量超大、输电距离超远，适用于大功率、远距离的电力传输，且我国已有云-广800kV特高压直流输电工程落地，但其设备耐压倍数明显降低，一旦出现保护不正确动作等情况，将可能引起严重过电压甚至是直流系统的非正常停运，而另一方面，最后断路器保护又是特高压直流输电系统逆变站的重要保护环节。因此，针对云-广特高压直流输电系统，分析与优化最后断路器保护，对电网的安全稳定运行具有重要的作用。本文首先研究了云-广特高压直流输电工程的特点，基于PSCAD软件建立了合适的系统仿真模型，在分析常规型、避雷器型最后断路器保护原理的

5、基础上，建立了避雷器型最后断路器保护仿真模型。其次，针对常规型最后断路器保护在线路小负荷下的误动、长线空载下的拒动问题，提出了结合交流线路开关信息、首端注入功率以及首端电压的改进线路隔离状态判据。针对避雷器型最后断路器保护在线路小负荷下的误动问题，提出了基于改进线路隔离状态判据决定是否启动紧急降功率措施的改进策略，以避免保护的误动并实现系统的持续稳定运行，仿真验证了上述策略的正确性。再次，基于负序分量原理提出了交流系统短路容量与拓扑结构动态识别机理，实现了交流母线过电压的预判，提出了避雷器型最后断路器保护改进策略。针对过电压预判在特殊工况下的失效问题，改进了该保护策略并得到了

6、仿真验证。最后，针对交流系统切重负荷时造成的过电压可能引起避雷器型最后断路器误动问题，结合改进线路隔离状态判据与交流母线过电压预判提出了相应的保护协调机制。针对交流系统只剩最后一条线路并发生高阻接地故障时可能引起交流母线严重过电压问题，提出了及时闭锁线路保护等一系列措施减小了系统承受的过电压。仿真验证了上述协调机制的有效性。关键词：特高压直流输电；最后断路器保护；改进策略；协调机制I华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofthenationaleconomy,greatprogresseshavebeenmadeintheel

7、ectricpowerindustry.However,thegeographicaldistributionofloadandenergyinChinashowsanextremeinconsistency,whichbringsabouteverhigherdemandsforthetransmissioncapacityofpowergrid.Hence,constructionofnationwideenergytransmissionchannelsbecomesanurgentneedino