本文關(guān)鍵詞：HVDC換相失敗對(duì)交流保護(hù)的影響及對(duì)策

  更多相關(guān)文章： 交直流互聯(lián)系統(tǒng) 換相失敗 差動(dòng)保護(hù) 距離保護(hù) 防范措施

【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展,電力作為先行行業(yè),已進(jìn)入快速發(fā)展時(shí)期。直流輸電以其獨(dú)有的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì),對(duì)我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展起著十分重要的作用,以華東電網(wǎng)、南方電網(wǎng)為典型的交直流互聯(lián)電網(wǎng)也已逐步成型。換相失敗是直流輸電系統(tǒng)最為常見(jiàn)的故障之一,由于交直流系統(tǒng)之間存在緊密的電磁耦合關(guān)系以及直流系統(tǒng)自身特殊的運(yùn)行和控制方式,使得交直流互聯(lián)電網(wǎng)故障動(dòng)態(tài)行為與純交流不同,因此研究交直流互聯(lián)環(huán)境下繼電保護(hù)的動(dòng)作性能具有重要意義。換相失敗的快速準(zhǔn)確檢測(cè)對(duì)交直流互聯(lián)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。本文詳細(xì)分析了換相失敗期間直流電流的局部變化規(guī)律及原因。然后通過(guò)定義的數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)梯度檢測(cè)直流電流,當(dāng)檢測(cè)到的形態(tài)梯度大于某一門(mén)檻值同時(shí)逆變側(cè)直流電流變化率呈上升趨勢(shì)時(shí)即認(rèn)為發(fā)生了換相失敗,該方法不僅能夠檢測(cè)換相失敗,對(duì)故障特征與換相失敗類似的逆變器自身故障同樣適用。另外對(duì)由交流側(cè)嚴(yán)重故障引發(fā)的換相失敗而言,該方法同時(shí)兼具預(yù)測(cè)功能。交直流互聯(lián)電網(wǎng)中直流系統(tǒng)等值工頻變化量電流的暫態(tài)特性是分析直流饋入對(duì)交流繼電保護(hù)影響的關(guān)鍵。本文通過(guò)詳細(xì)的理論分析獲得了不同程度交流故障情況下直流系統(tǒng)等值工頻變化量電流的暫態(tài)特性。通過(guò)引入坐標(biāo)平面描述等值工頻變化量電流的相位變化情況,同時(shí)在坐標(biāo)平面上可以確定其最大的變化范圍,為進(jìn)一步分析換相失敗對(duì)交流繼電保護(hù)的影響打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于交直流互聯(lián)系統(tǒng)換相失敗時(shí)引起的電磁暫態(tài)過(guò)程與純交流環(huán)境下不同,將會(huì)對(duì)電流差動(dòng)保護(hù)帶來(lái)一定影響。本文在獲取直流系統(tǒng)換相失敗時(shí)的等值工頻電流與換流母線電壓之間的關(guān)系曲線的基礎(chǔ)上,理論推導(dǎo)了交直流互聯(lián)系統(tǒng)中電流差動(dòng)保護(hù)的表達(dá)式,并對(duì)與直流系統(tǒng)直接相連的輸電線路的差動(dòng)保護(hù)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。分析結(jié)果表明,交直流互聯(lián)運(yùn)行環(huán)境下發(fā)生區(qū)內(nèi)故障有可能引發(fā)差動(dòng)保護(hù)的拒動(dòng),并進(jìn)一步提出僅基于幅值來(lái)識(shí)別內(nèi)部故障的應(yīng)對(duì)策略。PSCAD/EMTDC仿真結(jié)果驗(yàn)證了上述分析的正確性。距離保護(hù)是高壓輸電線路的典型配置之一。交直流互聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)的故障暫態(tài)過(guò)程變異,同樣會(huì)對(duì)距離保護(hù)的動(dòng)作特性產(chǎn)生影響。分析表明直流饋入對(duì)距離保護(hù)的影響主要在于直流電流作用于過(guò)渡電阻而引起的附加測(cè)量阻抗變化,同時(shí)指出在金屬性故障條件下,相較于傅氏算法,R-L算法在阻抗測(cè)量上更為快速和穩(wěn)定,能夠很好地適應(yīng)交直流互聯(lián)系統(tǒng)。對(duì)傳統(tǒng)交直流互聯(lián)系統(tǒng)模型進(jìn)行了分析,同時(shí)基于零序電流的分布情況對(duì)模型進(jìn)行了改進(jìn)。然后基于疊加原理,結(jié)合接地阻抗繼電器的接線方式,詳細(xì)分析了直流饋入作用于過(guò)渡電阻時(shí)對(duì)距離保護(hù)的影響,并提出了增加零序方向元件輔助判別的解決措施。最后,基于PSCAD/EMTDC的仿真驗(yàn)證了模型的有效性和理論分析的正確性。
【關(guān)鍵詞】：交直流互聯(lián)系統(tǒng) 換相失敗 差動(dòng)保護(hù) 距離保護(hù) 防范措施
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TM721.1
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 選題背景及意義11
• 1.2 換相失敗的概述11-13
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.4 本文的主要工作15-17
• 第2章 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的換相失敗檢測(cè)新方法17-30
• 2.1 引言17
• 2.2 直流電流局部特征及數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)17-19
• 2.2.1 直流電流的局部特征分析17-18
• 2.2.2 數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)18-19
• 2.3 換相失敗檢測(cè)方法19-25
• 2.3.1 直流紋波的影響分析19-21
• 2.3.2 其他特殊情況分析21-24
• 2.3.3 基于數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)的換相失敗檢測(cè)新方法24-25
• 2.4 仿真驗(yàn)證25-29
• 2.4.1 仿真模型25
• 2.4.2 仿真分析25-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 交直流互聯(lián)電網(wǎng)直流系統(tǒng)等值工頻變化量電流的暫態(tài)特性研究30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 交直流電網(wǎng)相互作用的數(shù)學(xué)模型30-32
• 3.3 直流系統(tǒng)等值工頻變化量電流△I_(dc.eql)的暫態(tài)特性分析32-38
• 3.3.1 受端交流故障未引發(fā)換相失敗的暫態(tài)特性分析32-34
• 3.3.2 受端交流故障引發(fā)換相失敗的暫態(tài)特性分析34-37
• 3.3.3 換相失敗對(duì)保護(hù)影響的實(shí)例分析37-38
• 3.4 仿真驗(yàn)證38-42
• 3.4.1 模型說(shuō)明38
• 3.4.2 交流側(cè)故障未引發(fā)換相失敗38-40
• 3.4.3 交流側(cè)故障引發(fā)換相失敗40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 HVDC換相失敗對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響分析及對(duì)策43-53
• 4.1 引言43-44
• 4.2 直流系統(tǒng)等值工頻電流的變化特性44-46
• 4.3 直流饋入對(duì)差動(dòng)保護(hù)的影響及防范措施的研究46-50
• 4.3.1 基于故障分量的電流差動(dòng)保護(hù)分析46-49
• 4.3.2 基于穩(wěn)態(tài)量的電流差動(dòng)保護(hù)分析49
• 4.3.3 防范措施的研究49-50
• 4.4 仿真分析50-52
• 4.4.1 換相失敗對(duì)差動(dòng)保護(hù)的仿真分析50-52
• 4.4.2 防止保護(hù)拒動(dòng)的措施52
• 4.5 本章小結(jié)52-53
• 第5章 換相失敗對(duì)距離保護(hù)的影響分析及對(duì)策53-68
• 5.1 引言53
• 5.2 金屬性故障時(shí)換相失敗對(duì)距離保護(hù)的影響及對(duì)策53-56
• 5.2.1 換相失敗對(duì)距離保護(hù)的影響分析53-54
• 5.2.2 R-L算法適應(yīng)性分析54-55
• 5.2.3 仿真驗(yàn)證55-56
• 5.3 經(jīng)過(guò)渡電阻接地時(shí)換相失敗對(duì)距離保護(hù)的影響及對(duì)策56-67
• 5.3.1 交直流互聯(lián)系統(tǒng)的模型分析與改進(jìn)56-59
• 5.3.2 換相失敗對(duì)距離保護(hù)的影響59-63
• 5.3.3 仿真驗(yàn)證63-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68-69
• 6.2 展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 附錄73-74
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文74-75
• 致謝75

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

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4 羅隆福;周金萍;李勇;許加柱;劉福生;;HVDC換相失敗典型暫態(tài)響應(yīng)特性及其抑制措施[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2008年04期

5 王智冬;;交流系統(tǒng)故障對(duì)特高壓直流輸電換相失敗的影響[J];電力自動(dòng)化設(shè)備;2009年05期

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7 劉俊磊;王鋼;李海鋒;周全;鄭偉;;HVDC系統(tǒng)換相失敗對(duì)交流電網(wǎng)繼電保護(hù)影響的機(jī)理分析[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2013年19期

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本文編號(hào)：776798