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过渡电阻对距离保护的影响研究开题报告

 2022-01-25 10:01  

全文总字数:2691字

1. 研究目的与意义及国内外研究现状

在高压及超高压输电线路上,利用本地电气量实现的保护方案作为纵联主保护的关键补充,对保障电网安全稳定运行至关重要。相比于其他保护,距离保护范围和灵敏度受运行方式变化影响较小,且能满足复杂网络快速、有选择性地切除故障元件的要求,获得了最广泛应用。距离保护有很多优点,在高压输电线路保护中,占有极其重要的地位。因为其受电力系统运行方式和结构变化的影响较小,能瞬间切除本线路85%~90%范围内的各种故障,保护范围较长且较稳定,因此距离保护一直是复杂电网中高压输电线路最重要应用最广泛的保护方案之一。影响距离保护动作性能的因素包括系统振荡、互感器断线及误差、过渡电阻、零序互感等。电力系统中短路一般都不是金属性的,而是在短路点存在过渡电阻。然而,与其他因素相比,过渡电阻的解决措施尚不理想,严重影响着距离保护的动作正确性。统计表明,单相接地作为电力系统中最常见的故障,除人为金属性接地故障外,短路点均存在过渡电阻,最大可达到 100 (220 kv)、300 (500 kv)和 600 (1 000 kv)。在现有输电线路保护装置中,经过渡电阻发生接地故障时可允许距离保护不动作,由零序电流保护动作来切除故障。但与距离保护相比,零序保护范围和灵敏度受系统运行方式影响大,且无法从根本上协调灵敏性与选择性之间的矛盾。另一方面,随着短输电线路的出现,担当高阻接地故障保护重任的零序电流保护对高阻接地故障的反映能力亦大为降低。因此,提升距离保护抗过渡电阻能力一直是线路保护研究的重要内容。高压输电线路中存在较大的过渡电阻,阻抗继电器的测量阻抗会因此而增大或是减小,很容易引起距离保护拒动或误动。所以本文的目的是分析过渡电阻对距离保护的影响,及提出消除影响的措施。

国内外研究现状

电力系统发生故障时存在过渡电阻是距离保护中的一个难题,国内外为解决重负荷时经过渡电阻接地短路或输电线路末端高阻接地故障,传统距离保护无法准确动作的问题,进行了一系列的实验研究。研究主要集中在多边形特性继电器、复合特性继电器、改进的正序电压极化的接地距离继电器、零序电抗继电器、自适应距离继电器和神经网络距离继电器。当电力系统发生故障时,一般不是金属性短路,大多数的情况下短路点存在着过渡电阻。当存在过渡电阻时,距离保护的测量电阻不再同故障距离成正比,距离保护的动作区会扩大或者缩小,距离保护因此可能发生拒动或者误动,会给电力系统安全运行带来重大的损失,甚至有可能威胁到电力系统的稳定性。为减小过渡电阻对距离保护的影响,继电保护工作者们提出了大量消除过渡电阻影响的方法。如通过使用不同动作特性的阻抗继电器来有效的躲过过渡电阻。如通过分析零序网图,得到两侧零序故障电流相角差的准确表达式,解方程后可准确得到故障点的保护安装处的正序电抗。它仅需知道对侧电源的等效零序阻抗,其全部采用单端数据,计算精度高。如距离保护采用神经网络消除过渡电阻的影响。人工神经网络是由多个神经元练级而成,是以模拟人脑行为的网络系统,是一种与传统方法不同的信息处理工具,它的一个重要特征是能从给定的样本中通过学习产生规则。它采用的是自适应保护方式,由存储中有限的权值和阀值在运行中可随时调用。虽然它学习的时间长但它能自适应地按照系统实时状态来自动设置斜角。当然,过渡电阻问题在国内外一直没有得到较好的解决,有较高的学术和工程研究价值。

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2. 研究的基本内容

本文主要研究过渡电阻对距离保护的影响,以及提出消除影响的措施。

1. 过渡电阻对单侧电源线路距离保护的影响:容易造成保护拒动。

2. 过渡电阻对双侧电源线路距离保护的影响:送电端容易造成保护误动,受电端容易造成保护拒动。

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3. 实施方案、进度安排及预期效果

实施方案

用simulink,搭建一个电力系统仿真模型,仿真得到测量阻抗及阻抗角,根据数据验证过渡电阻对距离保护的影响,验证各种特性的躲过渡电阻能力。

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4. 参考文献

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7.贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电力出版社,1991.

8.DUBEY R, SAMANTARAY S R, PANIGRAHI B K. An extreme learning machine based fast and accurate adaptive distance relaying scheme[J]. International Journal of Electrical Power and Energy Systems, 2015, 73: 1002-1014. 9.柳焕章, 李银红. 大电流接地系统线路高阻接地距离继电器[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(34): 93-98. 10.郑涛, 王可坛, 刘校销等. 可消除过渡电阻影响的单相接地距离保护研究[J]. 电网技术, 2017, 41(12): 4045-4053.

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