【摘要】：隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,為了節(jié)約設(shè)備和線路走廊的投資成本,三端接線輸電線路逐漸成為11OkV輸電線路的主要接線方式,而如何實(shí)現(xiàn)三端接線輸電線路故障位置的準(zhǔn)確定位,對于電網(wǎng)安全運(yùn)行非常關(guān)鍵。從大量的實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來看,目前主要的三端接線方式有三端均為電源型和一端為純負(fù)載兩端為電源接線形式。針對這兩種接線形式,本文通過理論分析和仿真技術(shù),首先判斷故障點(diǎn)所在支路,然后分析故障支路的故障位置。以正序故障分量電流的概念為基礎(chǔ),分析了三端線路T接位置兩個(gè)故障分量電流的相位關(guān)系;即如果出現(xiàn)區(qū)外故障,那么兩個(gè)故障分量電流的相位基本一致;如果出現(xiàn)區(qū)內(nèi)故障,那么兩個(gè)故障分量電流的相位基本相反。針對三端電源型T接線路,通過建立故障分量等值電路模型,分析了不同支路故障時(shí)相關(guān)電流的相位及幅值特征,提出了適合該類型三端線路的故障支路識(shí)別方法。利用MATLAB/Simulink仿真軟件,在不同潮流條件下對故障支路識(shí)別方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。針對一端負(fù)載型T接線路,分析不同支路故障中各個(gè)支路電流相位及幅值的特點(diǎn),總結(jié)了故障電流波形“正向變化”和“反向變化”的規(guī)律,提出了一端負(fù)載型T接線路故障支路判別方法,在不同潮流條件下進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。在明確了故障所在支路的情況下,以行波的折反射特點(diǎn)為基礎(chǔ),分析了T接輸電線路行波的折反射規(guī)律,給出了確定故障點(diǎn)的方法,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。依據(jù)故障分量電流確定故障支路、行波確定故障位置的方法,設(shè)計(jì)了滿足三端接線輸電線路的故障監(jiān)測設(shè)備,介紹了該設(shè)備的裝置組成、安裝措施及軟硬件配置要求。
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM75
【圖文】：

單端故障測距技術(shù)：該技術(shù)只需要在輸電線路的一端設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，如果輸電線逡逑路出現(xiàn)故障時(shí)，行波往返于母線和故障位置，經(jīng)由監(jiān)測設(shè)備獲得的前后兩次行波波頭逡逑時(shí)間，便能夠得到故障位置和監(jiān)測位置的距離，原理如圖１．２所示。圖中令線路故障逡逑位置是Ａ點(diǎn)，監(jiān)測設(shè)備設(shè)置于母線的Ｍ處，如果故障位置的行波第一次傳送至監(jiān)測設(shè)逡逑備的時(shí)間是之后，經(jīng)由母線和故障位置反射再次把行波信號(hào)傳送至監(jiān)測設(shè)備的時(shí)逡逑間是，波速是ｖ，那么故障位置和監(jiān)測設(shè)備之間的距離是逡逑尤＝（厶叫／２邋＝邋［（，２－，丨）．１，］／２。逡逑Ｍ邋：邐，邐Ｎ逡逑４邐逡逑，＾１邐Ｌｚｌ邐．逡逑４—邐邐？逡逑Ｌ逡逑圖１．２單端故障位置判斷技術(shù)示意圖逡逑４逡逑

兩端故障定位技術(shù)：該技術(shù)需要在輸電線路的兩端設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，線路的長度己逡逑知，只是各自分析故障位置和監(jiān)測設(shè)備的行波波頭傳播時(shí)間，便能夠得到故障位置到逡逑輸電線路兩端的長度［１８］。如圖１．３所示，假設(shè)故障位置出現(xiàn)在輸電線路的Ａ點(diǎn)，監(jiān)測逡逑設(shè)備分別設(shè)置在母線Ｍ和Ｎ端，如果故障出現(xiàn)于＾時(shí)刻，令兩端母線采樣第一次故障逡逑行波時(shí)間依次是／Ｍ、／ｗ，是故障位置到母線Ｍ端與Ｎ端的長度，那么故障位置逡逑和兩監(jiān)測設(shè)備的長度依次是＝邋（＿Ｌ邋＋邋ｖ＊（／＾邋－／〃））／２與々＝（Ｚ－ｖ．（／＾邋—邋Ｇ））／２。逡逑Ｍ邐Ｎ逡逑邐＾邐逡逑？邐＾＾？逡逑４邐？逡逑Ｌ逡逑圖１．３兩端故障位置判斷示意圖逡逑和單端故障位置測距技術(shù)比較，該技術(shù)需要在輸電線路的兩端設(shè)置監(jiān)測設(shè)備，并逡逑且采樣必須同步進(jìn)行，所以投資相對多一些，然而因?yàn)楣收铣跏夹胁ㄐ盘?hào)比較強(qiáng)，采逡逑樣容易實(shí)現(xiàn)，并且輸電線路的過渡電阻、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和分布電容不會(huì)千擾設(shè)備分析工作，逡逑使得該技術(shù)可以準(zhǔn)確判斷故障位置。隨著北斗技術(shù)和ＧＰＳ技術(shù)在電網(wǎng)的大量使用，保逡逑證了兩端故障位置判斷技術(shù)的同步采樣，消除了設(shè)備難以同步采樣的難題，于是該技逡逑術(shù)目前主要關(guān)注怎樣能夠進(jìn)一步提高判斷故障行波的初始波頭。逡逑通過對比這三種技術(shù)

，ｚａ２，乙。和ＺＡＩ，邋ｚｉ２，邋ＺＡ。分別為兩端電源的正序、負(fù)序、零序阻ｚｉ２，ｚｉ（）為兩端輸電線路的正序、負(fù)序、零序阻抗。＆，＆為兩端電源的動(dòng)勢，Ｆ為故障點(diǎn)（本文所討論的電勢￡、電壓［／、電流／等均為相量）。逡逑根據(jù)圖２．１中的參數(shù)，運(yùn)用對稱分量法可以得到該系統(tǒng)的正序、負(fù)序、零序下圖２．２所示：逡逑＾邋ｊ１邋｜邋Ｆ邋＾￣＾ＺＬ＼＿＿�。摺丁瘧B(tài)—邐ａ＾Ｌ２邋Ｆ邋（ｌ：ＯｐＺ￡２邋｜逡逑①４邐ｊ邋，邐①４逡逑ｎ邐ｎ逡逑Ｔ邐Ｉ邐ｌ邐．逡逑ｎ邐？逡逑正序?yàn)颠娯?fù)序序網(wǎng)逡逑

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本文編號(hào)：2756335