特高压串补系统保护研究

来源 :华北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:helen_shen
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使用超/特高压进行大规模远距离输电是克服我国一次能源与电力负荷分布不均问题的主要途径,提高输电效率是超/特高压工程中的重要议题。安装串联补偿装置可以有效补偿线路电抗、缩短输电线路电气距离、降低线损、提高系统稳定性及传输功率,在超/特高压线路中得到了广泛使用。但是,串补接入相当于在输电线路中集中一个负阻抗,破坏了线路的均匀性。故障时可能出现电压反向、电流反向,产生低频及高频分量,给保护的正确动作造成影响。本文依托特高压实际工程,首先分析了串补接入后,在线路不同位置发生各种类型故障时出现电流反向、电压反向和产生低频及高频分量的条件。指出若本线路发生三相金属性故障或相邻线路发生经过渡电阻接地故障时,线路两端保护装置均无法测得电流反向现象;若本线路发生不对称故障、本线路发生三相经过渡电阻接地或相邻线路发生金属性故障时,若系统阻抗较小、串补度较大则可能出现电流反向现象。电压反向现象与故障点位置及串补度有关,不同位置故障时,本线路及相邻线路可相继检测到电压反向现象。在特高压线路安装串补后会出现低频及高频分量,且低频及高频分量更加接近工频,难于滤除。继而,考虑到串补接入后的电气特性变化,分析了串补接入对特高压线路现有保护的影响。由于特高压线路分布电容较大,将影响到分相电流差动保护的灵敏性,若线路出现电流反向时,将会影响到分相电流差动保护的可靠性。由于串补接入相当于串入一个负阻抗,可能造成距离保护出现暂态超越现象,引起保护误动,这种情况在助增电流影响下将更加明显。针对串补接入后对保护的影响,本文提出了一种适应于串补线路的保护方案。该方案首先将特高压线路进行分区,利用不同区域故障特性区别构成保护。对于母线侧保护装置,利用1区、2区故障时阻抗角范围不同,克服了2区故障保护拒动问题。利用3区、4区故障时电感变化率的不同,克服了4区故障保护误动问题。对于线路侧保护装置,利用2区、3区、4区故障时电感变化率的不同,克服了2区、4区故障保护误动问题。该保护方案对过渡电阻也有较好的适应性,通过PSCAD仿真,验证了算法的可靠性。
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