交直流混联电网输电线路继电保护原理仿真分析与配置研究文献综述

 2023-08-29 10:15:52
  1. 文献综述(或调研报告):

20世纪末,电力电子技术迅速发展,直流输电方式的优势开始展现,输电系统开始采用直流输电形式,终端电力用户也出现了大量直流用电设备。而传统输电系统一直以来主要采用交流网络进行组网,因此电网中的直流用电设备不得不采用AC-DC整流器或DC-DC逆变器才能接入交流输电网络,获取电力供应或者向电网传输电能。与交流输电系统相比,直流输电系统具有以下优势[1]:1)与相同输送功率的交流线路相比,钢芯铝线省1/3,钢材省1/2–1/3,线路造价约为AC的2/3,需要的线路走廊还窄。2)DC电缆输电:输送容量大,造价低,损耗小,不易老化,寿命长,输送距离不受限制。3)无同步稳定性问题,有利于长距离大容量送电。4)可异步运行。5)Pd、换流器吸收的无功Q均可快速控制,可用以改善所连AC系统运行特性。6)可分期投资建设。7)电网管理方便。8)一定程度上可隔离故障,有利于避免大面积停电。因此,交直流混联电网既包括直流电网优势又包括交流电网的优势,其也能够做到组网灵活,长距离输送,避免故障大面积传播,新能源接入方便等特点。所以交直流混联电网的运行模式也越来越普及[2]。交直流混联输电系统的系统结构如图1所示,该系统一般的交流系统和直流系统组成。直流系统包括换流站设备、直流线路、接地极线路及接地极等。直流系统的控制采用传统的分层控制结构,包括主控层、极控层和阀控层,其中极控层和阀控层包括在整流(逆变)控制模块内部。主控制器模块主要给定极控层的电流给定信号、系统启动和关断信号。整流侧控制器包括直流系统的保护模块、控制模块和触发模块。其工作模式可以为定电流控制、最小触发角控制、定电压控制和VDCOL控制等[3-5]

图1.交直流混联输电系统结构图而继电保护是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测,从而发出报警信号,或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。其基本任务是:当电力系统发生故障或异常工况时,在可能实现的最短时间和最小区域内,自动将故障设备从系统中切除,或发出信号由值班人员消除异常工况根源,以减轻或避免设备的损坏和对相邻地区供电的影响。对于交直流混联电网输电线路的保护,可分为交流侧输电线路保护和直流侧输电线路保护两种。

(一)对于交流侧输电线路,通常根据电压、电流、阻抗、功率方向、两端差流、各序分量和非电气量(压力,温度,气体—瓦斯)等故障量形成的继电保护原理。因此对于交流侧输电线路的继电保护,常用的保护原理有以下几种原理。1)过电流保护原理:当线路发生短路故障时,线路中的电流会骤然增大,当电流大于保护的整定值时,电流保护动作切除故障,这种反映电流幅值升高而动作的保护装置叫过电流保护。电流保护多应用于电网中(110kV及以下),电流保护分为:电流速断保护、限时电流速断保护和定时限过电流保护,称为电流三段式保护。2)距离保护原理:距离保护是反映故障安装地点至故障点之间的距离,并根据距离的远近而确定动作时限的一种保护装置。它主要运用在110kV及以上的线路中,作为线路的主保护之一。其基本工作原理示意图如图2所示,故障时,首先判断故障的方向。如果故障位于保护区的正方向,则设法测出故障点到保护安装处的距离,并将与对应的整定值进行比较,如果<,比如k1点故障,则说明故障在保护范围之内,保护应立即动作,跳开相应的断路器;如果>,比如k2点故障,则说明故障发生在保护范围之外,保护不应动作,对应的断路器不会跳开;如果故障位于保护区的反方向上,比如k3点故障,则无需进行比较和测量,直接判为区外故障[6,7]

图2.距离保护原理示意图3)纵联保护:纵联保护是将线两侧路通过通信相互比较,联合工作。纵联保护由通信设备、通信通道和线路两端保护装置组成。保护技术结构图如图3所示[8,9]

图3.纵联保护技术结构图4)电流差动保护原理:如图4所示,一段线路MN两端测得电流值(相量值或瞬时值),利用两端电流构成电流差动保护。当发生区内故障K1时,两端电流、和为故障电流(如式1);当线路正常运行或者发生区外故障K2时,两端电流、和为零[10-12](如式2)。

图4.电流差动保护原理示意图

┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(1)

┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(2)(二)实际运行的常规直流系统包括几种类型:两端直流、背靠背直流、多端直流和柔性直流等。其中直流系统中的输电线路的主保护技术通常采用行波保护。而低电压保护常常和行波技术共同构成直流线路的主保护。

1)行波差动保护原理:行波差动保护的方法是行波传输过程的大小及形状不变,即行波的传输过程具有不变性。如图5所示,正向行波从m侧经过tau;延时时间后,到达n侧时,行波的大小形状不变。图5中:tau;=L/v

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

以上是毕业论文文献综述,课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。