复杂同塔线路距离保护特性研究及仿真分析平台开发

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1、分类号学号M201271186学校代码10487密级硕士学位论文复杂同塔线路距离保护特性研究及仿真分析平台开发学位申请人：何茂慧学科专业：电气工程指导教师：张哲教授答辩日期：2015年5月21日AThesisSubmittedinPartialofFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonDistanceProtectionCharacteristicforComplexMulti-circuitLinesontheSameTo

2、werandItsSimulationAnalysisPlatformDevelopmentCandidate:HeMaohuiMajor:ElectricalEngineeringSupervisor:Prof.ZhangZheHuazhongUniversityofScience&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的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

3、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

4、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同塔输电技术以其投资成本低、占地面积小、输电走廊窄等优势，在我国电力系统中应用广泛。为满足不同输电走廊和电网建设的需求，除常见的全程同塔双回线路外，还衍生出部分同塔、混压同塔等多种复杂同塔线路结构。复杂同塔线路结构形式多样、故障类型繁多，且特性复杂，给继电保护的动作性能带来了许多不利影响。距离保护是输电线路中应用最为广泛的保护形式之一，而同塔线路的复杂故障特性对其性能的影响尤为突出。迄今，针对同塔线路距离保护已开展了多方面的

5、研究工作，但主要局限于全程同塔双回结构，对其它复杂同塔线路保护的研究相对较少，相关工作亟需展开。因此，深入开展复杂同塔线路距离保护特性研究，对提高保护的动作性能和应用水平，保障电力系统的安全可靠运行，具有重要的理论意义和应用价值。复杂同塔线路故障特性的理论分析极为困难，且难以直接应用于保护性能研究，因此，通过数字仿真方法对同塔线路保护性能进行分析是一种非常重要的手段。论文根据复杂同塔线路的结构特点和保护分析要求，以PSCAD软件为核心，提出了一种适用于复杂同塔结构的线路仿真模型构建方法，并解决了不同故障条件自动切换、PS

6、CAD运行调度控制以及仿真数据预处理与保护功能模块设计等难点问题。在此基础上，开发了一套复杂同塔线路保护动作特性仿真分析平台，通过仿真算例验证了该平台的正确性。所开发的仿真平台为后续开展复杂同塔线路保护原理研究及适用性评估提供了有力的分析工具。针对全程同塔双回线路，深化研究了距离保护测量阻抗元件和选相元件的动作特性。论文分别从跨线接地故障和跨线不接地故障出发，对同塔双回线路的故障特征以及不同零序补偿系数下的测量阻抗变化特点进行了分析。基于所开发的保护分析平台，对距离保护常用的多边形特性和正序电压极化特性的动作行为进行了全

7、面的仿真分析，对可能存在的主要问题进行了归纳总结，给出了全程同塔双回线路距离保护的应用建议。此外，为克服现有选相方案功能不完善甚至误选相的问题，提出了一种基于电压量和本线故障相判断的选相新方案，通过单回线故障和复杂跨线故障的数字仿I华中科技大学硕士学位论文真，验证了该选相方案的正确性。考虑同塔线路结构的差异性，对距离保护应用于部分同塔双回线路的适用性展开了研究。在研究中，分别考虑线路各侧电源强弱、分裂端母线间联系阻抗等因素的影响，对跨线故障时共母端和分裂端的故障特征、测量阻抗值的变化特点以及跨线不接地故障时零序测量电压特

8、征进行了理论分析。在此基础上，对多边形特性和正序电压极化特性阻抗元件以及本文所提出的选相方案应用于部分同塔双回线路时的动作性能进行了全面的仿真研究，对存在的问题进行了总结分析。针对同压同塔四回线路，分析了不同运行方式下，采用单回线零序补偿系数时，距离保护测量阻抗误差的变化特点，据此给出了距离保护的整定建议。此外，考虑