和阻抗判据系列改进表达式及其深化应用研究

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1、分类号Ｄ２０１４７７３４２学号学校代码密级專ｆ科技Ａ寧博士学位论文和阻抗判据系列改进表达式及其深化麵研究学位申请人：刘鹏学科专业：电气工程指导教师：林湘宁教授答辩曰期：２〇１８年５月１５曰ＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍｉｔｔｅｄｉｎＰａｒｔｉａｌｏｆＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅＲｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓｑｆｏｒｔｈｅＤｅｇｒｅｅｏｆＤｏｃｔｏｒｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｕｄｉｅｓｏｎａＳｅｒｉｅｓｏｆＩｍｐｒｏｖｅｄＥｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓｏｆＳｕｍｍａｔｉ

2、ｏｎ－ＩｍｅｄａｎｃｅＣｒｉｔｅｒｉｏｎａｎｄＴｈｅｉｒＩｎｄｅｔｈＡｌｉｃａｔｉｏｎｓｐｐｐｐＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉｕＰｅｎｇＭａｊｏｒ：ＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＬｉｎＸｉａｎｎｉｎｐｇｇＨｕａｚｈｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＷｕｈａｎ，Ｈｕｂｅｉ４３００７４，Ｐ．Ｒ．ＣｈｉｎａＭａ２０１７ｙ，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

3、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：１Ｗ曰期：年ｒ月曰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，艮Ｐ：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

4、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Ｖ）学位论文作者签名：％指导教师签名：日期：年ｒ月ａ日日期日：年ｒ月＾华中科技大学博士学位论文摘要高压输电线路作为电网互联及电能远距离传输的骨干网架，其继电保护水平对维护电网的安全稳定运行至关重要。随着电网规模的不断扩大，电容电流、ＴＡ饱和、系统振荡及高阻接地故障等问题日益突出，现有线路保护正面临较以往更严峻的挑战，一研究和开发新原理的线路保护尤其必要一。近年新出现的种继电器和阻抗保护，结合了多种保

5、护的优点，不但能够全线速动切除故障，而且需要线路两侧交互的信息也较少。但是，该判据的基本设计还比较初步，其性能提升还存在很大的挖掘潜力。据此，本文围绕和阻抗保护的不同判据表达式设计及其在不同系统运行工况和数据品质场景下的应用展开研究。为改善原和阻抗保护在系统轻载工况下、近受端故障时的反应死区，本文深入分析了固定的电容电流值对阻抗、电流判据灵敏度的不利影响，提出了新的电容电流补偿模型，设计了基于对侧母线实时电压量和距离保护测量阻抗信息的全新自适应浮动门槛一一，提出了第类和阻抗判据改进表达式为摆脱两侧数据不同步对第类和阻抗；

6、判据改进表达式带来的不利影响，对其做了重新的推导，提出了仅依赖电压模量信息的第二类和阻抗判据改进表达式。在此基础上，为克服电流互感器（ＴＡ）饱和对和阻抗保护动作性能的影响，挖掘和阻抗保护动作量在饱和及退饱和过程中的变化规律，提出了较为完善的抗ＴＡ饱和辅助判据；为从根本上消除中长线路电容支接效应对和阻抗判据的不利影响，基于补偿后线路电流，提出了第三类和阻抗判据改进表达式，并对判据的抗过渡电阻能力以及振荡中故障的保护灵敏性进行了理论解析与探讨。针对其不能反应金属性故障的缺陷，引入能灵敏可靠反应金属性故障和低阻故障的保护测量元件，

7、基于合适的保护配合逻辑，设计了具有高度安全性、能全线无死区地灵敏反应各类区内故障、且不受各种系统异常运行工况影响的纵联线路主保护方案。在上述研究基础上，为有效应对因保护用数据同步系统完全失效造成纵联主保护完全不可用的场景－无需，分析了电气量整站失步的风险，提出了第四类和阻抗判据改进表达式相位信息的和阻抗模量保护判据，提，，考虑到该判据的局限性出了线路中段保护判据－华中科技大学博士学位论文将所提判据与电流速断保护相互配合，共同形成保护用数据同步系统失效场景下的应急线路主保护方案。算例分析仿真结果证明，所提出的和阻抗判据系

8、列改进表达式具有高度的动作安全性和优异的的抗过渡电阻能力，据此形成的线路纵联主保护为能覆