关键词:
输电线路
继电器
功率振荡
故障
距离保护
闭锁
摘要:
随着现代联合电力系统的建立,大容量、远距离输电线路越来越普遍,对电力系统稳定性和安全性提出了更高的要求。在高压输电线路中,距离保护因其具有受系统运行方式影响较小、保护范围较为稳定等特点被广泛应用。然而,电力系统经常遭受扰动影响而导致发电和输电之间的瞬态失配,这会进一步导致系统经历功率振荡过程。距离保护中阻抗继电器受电力系统功率振荡影响较大,如果不加以预防,将会对发电机和电力系统稳定性等造成威胁。本研究提出了两种方案来应对振荡期间的故障检测问题。文章具体内容如下:
首先,详细介绍了距离保护原理和仿真方法,通过MATLAB/Simulink搭建了四机两区域仿真系统和阻抗继电器模块,设置不同的故障类型、故障位置和阻值来创建多种故障场景,通过阻抗继电器观测到的阻抗轨迹进一步验证所搭建模型的准确性。
其次,介绍了多种引起阻抗入侵继电器动作区域的临界条件并对其中的功率振荡进行了详细研究,具体包括功率振荡的危害、功率振荡造成系统稳定和不稳定的原因、振荡时阻抗轨迹的变化规律以及振荡和故障的区别与联系。
最后,提出了两种距离保护闭锁和解闭锁方案,并对各种可能出现的临界事件进行了测试和讨论。在第一种方案中,提出了一种基于电流信号构建阿基米德螺旋线的新方法。该方案利用依据电流信号构建的螺旋轨迹计算瞬时周期数,它被用于区别振荡和故障。该方案的最大贡献在于通过滑差频率实现阈值设定,这不依赖于系统拓扑结构。文中采用三个不同系统进行测试,相关算例测试和分析验证了该方案在各种临界事件下的可行性。此外,算法具有简单的数理逻辑、不大的数据处理过程和较短的响应时间,更易于实际工程中应用。在第二个方案中,利用最小二乘法对由采样的电流信号在二维平面绘制的离散点进行圆拟合,从拟合圆中获取识别振荡和故障的关键信息。利用MATLAB软件搭建IEEE四机两区域系统模拟多种振荡和故障。仿真结果表明,与已有的工作相比,该方法能够探测单模(慢/快)功率摆动或多模功率摆动期间发生的远端高阻抗故障,对除功率振荡以外的电压不稳定、负载入侵同样具有较好的适用性。
图[83]表[17]参[99]