特高压交流输电线路接地阻抗继电器动作特性分析

针对特高压交流输电线路分布电容大、故障后渡过程明显的特点,从分布参数线路模型入手,分析了正常运行和接地故障状态下,接地阻抗继电器测量阻抗的变化规律,证实了故障情况下测量阻抗与故障距离呈双曲函数关系,提出了一种新型接地阻抗继电器电流接线方式,并探讨了P值常数化、线性化的相关问题.理论分析和测试结果表明:对于400 km以下的特高压交流输电短线路,接地阻抗继电器可以基于集中参数模型整定;但是对于400 km以上的长线路,在基于分布参数模型整定阻抗继电器和采用新型电流接线方式的基础上,方向性接地阻抗继电器能够正确判别故障发生、检测故障位置.     

1000kV特高压输电线路零序保护改进方案(英文)

在中国首个1 000 kV特高压示范工程晋东南—南阳段的实时数字仿真仪(real time digital simulator,RTDS)仿真研究中发现,晋东南侧母线出口附近发生单相接地短路后,对侧保护测量的零序电流会产生严重的畸变,对相关保护元件造成不利影响。针对此问题,利用拉普拉斯变换和节点电压法对等效的零序网络进行了分析,发现晋东南侧的串补电容是造成此畸变的主要原因。因此,提出了利用突变量启动信号强制触发串补电容火花间隙的保护改进方案,消除了零序电流的畸变;同时,对相关元件的动作时序,信号传输延迟和阻尼装置整定的影响进行了分析。PSCAD仿真验证了此改进方案的有效性和准确性。     

交流1 000 kV特高压输电线路距离保护特殊问题

与常规电压等级线路和超高压线路相比,特高压线路输电距离较长,线路分布参数特性明显,常规距离保护的理论前提有可能受到影响.文中详细分析了不带并联电抗器和带有并联电抗器2种情形下距离继电器的测量阻抗与线路长度的关系.理论分析和仿真结果表明,可以基本认为在带并联电抗补偿的特高压线路上,常规距离保护的理论前提依然是成立的.     

混合无功补偿对特高压输电线路的影响机制研究

混合无功补偿（HRPC）由串联补偿（SC）和步进控制并联电抗器（SCSR）组成,将逐渐成为中国特高压输电系统中无功补偿的趋势。提出了UHV输电线路单相接地故障时二次电弧的一些新特性,针对应用HRPC的UHV交流系统在单相自动重合闸（SPAR）运行过程中产生二次电弧的特性进行了仿真。从理论上推导了HRPC对二次电弧电流的影响机制,并给出了仿真波形和傅立叶分析。详细研究了二次电弧电流、不同无功功率补偿度下电弧的燃弧时间、中性点电抗和接地故障位置之间的关系。最后,提出了一种改进的旁路断路器和SPAR的时序控制策略,该策略将为未来HRPC在UHV输电线路中的应用提供必要的理论依据和技术支持。     

特高压输电线路并联电抗器补偿方案

在特高压线路中,并联电抗器起限制工频过电压、抑制潜供电流、避免谐振过电压以及无功平衡等作用。首先研究了并联电抗器限制工频过电压的特性,分析计算表明并联电抗器仅可以有效抑制所在端的甩负荷工频过电压,为保障线路沿线电压均分布在允许范围,当线路长度超过550 km时宜采用分段补偿;然后分析了潜供电流和非全相谐振的原理以及它们与补偿度的关系;最后给出了并联电抗器配置的原则和计算方法。     

适用于特高压线路的差动保护分布电容电流补偿算法

从行波传播的角度分析了分布电容电流的形成机理,在此基础上提出了基于电流行波的新 型分布电容电流时域补偿算法。新算法对于故障暂态和稳态过程中所产生的电容电流具有同样的 补偿效果,而且不需要提高采样频率,不增加数据通信量。当线路内部无故障或线路中点发生故障 时,新算法能完全补偿电容电流;当线路其他位置发生故障时,能够使动作电流与制动电流之比与 电容电流被完全补偿时近似相等,从而有效地消除了分布电容电流对差动保护的不利影响。理论 分析和仿真结果表明该补偿算法可应用于普通的特高压线路纵联差动保护。     

特高压长线路单端阻抗法单相接地故障测距

特高压长线路分布电容大,故障后波过程明显,基于集中参数模型的单端阻抗法故障测距无法适用。针对该问题,采用分布参数建模,经分析证明观测点处的负序电流可以很好地模拟故障支路负序电流（故障点电压）的相位信息。基于此,提出了一种新的阻抗法故障测距方法。该方法在故障点电压瞬时值过零点时刻计算测量阻抗,理论上不受过渡电阻的影响;基于分布参数模型,不受分布电容电流的影响。理论分析和仿真结果表明:所提出的算法具有较高的测距精度,能够满足现场应用的要求。     

特高压双回线路潜供电流补偿方案仿真研究

对特高压同塔双回线路中潜供电流的产生机理进行了研究,分析了补偿潜供电流的原理,并且比较分析了中性点小电抗法和快速接地开关（HSGS）法2种不同的补偿措施。以淮南—上海同塔双回特高压输电线路为例,采用实际线路的参数,在PSCAD/EMTDC仿真软件搭建数学模型。通过计算潜供电流、熄弧时间等主要技术指标,分别对中性点小电抗法在不同负载率、不同故障类型和不同故障点位置的潜供电流进行综合比较,分析了影响潜供电流的因素。最后通过仿真,分别计算了采用中性点小电抗法和快速接地开关（HSGS）法的潜供电流,得到中性点小电抗法比较适合我国特高压线路。     

特高压交流长线路零序电抗继电器动作特性分析及改进

特高压交流长线路上,测量阻抗与故障距离呈双曲正切函数关系,因此接地阻抗继电器的动作特性受过渡电阻的影响严重,无法直接使用。传统高压、超高压线路普遍采用零序电抗继电器来提高抗过渡电阻能力,本文评估了零序电抗继电器在特高压线路上的适用性;针对存在的保护动作区缩小、灵敏度降低的问题,采用负序电流作为极化量,并考虑了负荷电流的影响,提出了一种适用于特高压交流长线路的负序电抗继电器,仿真结果表明该继电器具有保护区稳定、灵敏度高的优点。     

特高压混合无功补偿线路接地故障开断特性

由分级可控高抗与串补装置组成的混合无功补偿应用于特高压电网时,输电线路发生接地故障,断路器两端的暂态恢复电压(TRV)会受混合无功补偿相关因素的影响而表现出不同的特征。在建立特高压接地故障电网简化模型的基础上,应用理论分析的方法推导在串补电容器组未被短接工况下,断路器开断时其两端瞬态恢复电压上升率(RRRV)及TRV峰值的计算表达式。针对不同时间短接串补电容器组,仿真分析了TRV的波形特征和混合无功补偿度对断路器开断特性的影响。结果表明,串补电容器组未被短接时,架空线路长度固定,RRRV和TRV峰值随着故障距离增加而降低,架空线路长度超过1 100km时,发生接地故障时系统会发生谐振,未达到谐振长度时RRRV和TRV峰值随架空线路长度增加而升高。串补电容器组被短接时的电源工频电压幅值越大,断路器越难以开断,串补和分级可控高抗的补偿度增大利于断路器开断。     

线路距离Ⅲ段保护动作裕度的节点功率控制算法

通过线路潮流对线路阻抗的相量分解,建立电压函数形式的距离Ⅲ段动作裕度函数;借助潮流雅可比矩阵,建立该裕度函数对节点注入功率的灵敏度指标,从而得到避免距离Ⅲ段不合理动作的直接控制方案。算例结果表明：保护动作裕度得到有效控制;同一节点有功和无功功率控制可能具有相反的控制效果;所提出的控制算法对重载系统效果更加明显;控制误差极小;由于避免了众多潮流检验方案,计算效率大大提高。     

串补电容对线路继电保护的影响

分析了输电线路串补电容后对距离保护、方向元件、差动保护的影响,结合500 kV伊冯线串补工程,确定串补电容对线路继电保护影响范围,应在严重故障时电容器自身保护必须动作的前提下考虑影响范围,串补线路应首选分相电流差动保护做主保护。     

特高压同塔双回输电线路潜供电弧模拟试验等价性研究

潜供电弧的自灭时间决定着单相重合闸的重合时间和成功率,潜供电弧自灭特性的研究是保证单相重合成功的关键技术。特高压同塔双回输电线路潜供电弧试验室模拟试验是唯一行之有效的潜供电弧自灭特性研究方法,该文给出了试验室单相试验回路的由来,并证明了单相试验回路与特高压同塔双回六相回路的等价性;提出;“长弧”和“短弧”的概念,在模拟试验中采用;较短电弧代替较长电弧,并从理论分析及试验室试验2方面,给出了特高压同塔双回输电线路潜供电弧试验室模拟试验等价性的研究。     

超高压输电线路击距系数研究

为了更准确地对超高压线路进行防雷评价和计算,笔者依据长间隙放电与雷击放电的相似性,在实验室中建立击距系数模型,研究击距系数与相关因素的关系。实验结果显示击距系数与雷电流幅值大小并无相关性,但随着线路高度的增加而减小,运用数学分析方法得到击距系数K与杆塔高度h之间满足关系式:K=1.032 3-0.004 1×h。试验结果成功地解释了500 kV天广线某些地段现场屏蔽失效的问题,可以用于超高压输电线路防雷评价和计算。     

交流特高压输电线路等电位带电作业方法的研究

带电作业是确保特高压线路长期安全稳定运行的关键技术。特高压线路的运行电压高、电场强度大、杆塔高、作业环境苛刻等特点,对等电位带电作业提出了严峻的挑战。阐述带电作业发展概况,对特高压带电作业关键参数进行分析,并在常见等电位带电作业方法的基础上,提炼操作要点和步骤,根据作业工况对提及的方法进行优劣分析与比选,为特高压等电位标准化带电作业技术的研究和标准导则制订工作提供指导。     

1000 kV输电线路防振研究

为了研究1000 kV特高压大跨越工程分裂导线防振问题,在特高压八分裂导线防振试验基本参数的基础上,分析了影响特高压子导线平衡振动的因素及采取的解决措施;完善了现有的试验设备并建立了特高压八分裂导线微风振动试验条件和试验方法。参照大跨越工程的有关参数进行八分裂导线防振方案试验,比较Bate阻尼线+防振锤型式和全防振锤型式这两种防振方案防振效果,试验结果证明,两种防振方案均能满足技术要求,从线路长期稳定运行的角度出发,建议采用Bate阻尼线+防振锤型式的防振方案。     

特高压同塔双回线路导线布置的优化

为优化特高压同塔双回导线布置方式,分析了输电线路设计中导线总截面、子导线截面、分裂方式、导线对地高度等影响导线选型的因素,根据特高压淮南-上海特高压工程的实际情况确定了8×LGJ630为可满足环境要求的最小导线型式。通过计算分析得到:电磁环境参数随分裂数、子导线半径、分裂半径的增加而普遍降低;杆塔结构因导线布置相对位置增大而结构复杂,造价增加。针对鼓型和伞型两种杆塔型式,提出了导线布置优化设计的方法:首先确定可满足现有条件的最小导线形式;并调整导线布置的水平和垂直距离,得出满足环境要求的导线布置的最小水平和垂直距离;杆塔尺寸和导线布置根据社会经济、地理条件由设计院合理确定。最后给出了可用于设计直接查询使用的、导线水平和垂直距离与环境影响的关系曲线。     

超/特高压同塔多回线路零序电流补偿系数整定方案

超/特高压同塔多回输电线路运行方式多样,线路间的零序互感会影响零序补偿系数和测量阻抗的大小,进而影响接地距离保护的整定范围。在理论推导的基础上,分析了在不同运行方式下线路互感对零序电流补偿系数的影响,给出了针对超/特高压同塔多回输电线路接地距离继电器零序电流补偿系数的整定方案。利用实时数字仿真器（RTDS）对1000k...     

特高压线路故障联动串补重投功能投退方法浅析

阐述了特高压长南Ⅰ线、南荆Ⅰ线断路器重合闸投退后,长治站、南阳站线路故障联动串补重投功能不会自动投退,人工投退该功能需要轮退2套串补控制保护,不仅要操作硬压板76次,还要操作软压板4次,操作流程繁琐,增大了误操作的可能性,且串补控制保护退出也存在一定的安全风险。对特高压串补装置的结构和线路故障联动串补重投功能进行了介绍,分析了特高压线路故障联动串补重投功能投退方法。     

交流特高压输电线路复杂地线系统单相短路电流的计算

地线系统短路电流的准确计算对光纤复合架空地线（optical fiber composite overhead ground wire,OPGW）热容量的校验及地线的选型有重要意义。OPGW在地线系统的广泛应用,尤其是为降低地线系统损耗而出现的新地线接线方式,如分段绝缘、换位及开环等,使得地线系统的接线变得较为复杂。通...