【分布式电容电流研究的国内外文献综述2400字】

-8-分布式电容电流研究的国内外文献综述通过查阅文献得知，英国科学家C.H.Merz和B.Price于1904年提出电流差动保护原理，因其简单可靠，被用作发电机、变压器等重要电气设备的主保护。而在随后的发展过程中，电流差动保护的研究主要集中于全电流差动保护、故障分量电流差动保护、零序电流差动保护三种，尽管所采集的电气量不同，但它们的基本原理是一致的且一直沿用至今。近年来，也只是对电流差动保护动作判据的构成进行了不断的改良，例如，文献[6]提出了归一化的电流差动保护新判据，消除了电流幅值对灵敏度系数的影响；文献[7]提出了使用稳态电流分量的作为保护改进判据，其在重载线路高阻接地故障中有更高的灵敏度。而在实际工程中，分布电容使得电流差动保护所保护的输电线路不再是一个理想的节点，基尔霍夫电流定律也不能成立，从而导致即使输电线路内部并无故障发生，电流差动保护中也会存在电流差值的情况出现，可能会引起保护的误动。特别是线路空载充电时，一侧电流为零且而另一侧暂态电容电流较大，因而差动保护的电流差值也会较大，必然会要求较高的保护门限值，降低了差动保护的灵敏性。此外，分布电容的存在还是引起线路工频过电压的原因，面对这一情况通常会采用安装并联电抗器的措施来限制过电压，同时也能补偿部分分布电容电流，但为避免发生谐振，一般采用欠补偿的方式，因此不能实现分布电容电流的全补偿，分布电容电流对电流差动保护性能的影响仍然存在[8-9]。面对此问题，目前的研究方向主要有两条：一是研究电容电流的补偿方法；二是研究基于其他原理的差动保护。第一种研究方向是目前研究最成熟、使用最广泛的，主要是根据输电线路参数，在保护的电气量算法上对分布电容电流进行补偿。对此，日本科学家山村美郎和黑泽一郎提出了著名的补偿公式以及差动保护动作电流的差分和微分算法[10]。而国内常用的方法是在补偿稳态电容电流的方案，利用线路两侧的测量电压进行补偿，即相量补偿法[1-2，11-13]。但该方法只适用于补偿稳态电容电流，对于分布电容引起的暂态电流分量无能为力，且其还会影响电流差动保护的动作速度，难以满足保护的快速性要求。为解决此问题，研究人员又提出了一种新的补偿方法——时域补偿法，其采样实时性高，补偿效果好。例如，文献[14-15]提出了基于输电线路Π型模型的时域补偿方法，利用微分算法对测量电流进行补偿计算；文献[16]提出一种分布参数模型补偿方法，通过分布电容参数反映电容电流的大小，并实时计算线路的对地容抗来进行补偿。总体而言，新算法的应用是研究补偿电容电流的主要方向。此外，上述的研究均是基于双端线路结构而提出的电容电流补偿方法，随着电力系统的发展，输电线路拓扑结构越来越复杂，电网中出现了许多“T型”接线结构，在应用电流差动保护时，其同样要考虑分布电容电流的影响[17-18]。第二种研究方向是处于理论研究、试探性应用当中的，主要是研究新的差动保护原理，从原理上消除线路分布电容的影响。例如行波差动保护，通过输电线路两侧的方向性行波差值来判断故障是否发生。我国于上世纪八十年代开始行波保护的研究[19]；在1977年，日本科学家T.Takagi等人基于无损输电线路模型提出了行波差动保护[20-21]。近年来，行波差动保护的研究主要侧重于新算法的研究，将一些信号处理方法引入到输电线路保护中，包括小波变换、贝瑞隆模型等，例如文献[22]在差动保护中应用小波分析的方法进行数据处理，实现了输电线路区内外部故障、故障选相和故障类型的区分；文献[23]提出一种基于小波变换的行波差动保护原理；文献[24]通过电流行波的传播特性说明分布电容电流的特性，利用时域补偿算法对电流行波中的电容电流进行补偿；文献[25]提出了一种基于贝瑞隆模型的纵联电流差动保护原理。此外，还有许多新原理的纵联差动保护处在研究当中。其中，文献[26]提出故障分量有功功率差动保护；文献[27]给出了利用线路两端功率构成差动保护的计算方法；文献[28]对功率差动保护的保护判据进行了讨论，说明了保护整定值随线路参数变化而浮动的关系；文献[29]提出了利用线路两端测量的故障分量分别进行阻抗计算，并用两个计算得到的阻抗值构成差动判据。参考文献[1]张保会,尹项根.电力系统继电保护(第二版)[M]北京:中国电力出版社,2010.[2]焦彦军.电力系统继电保护原理[M]北京:中国电力出版社,2015.[3]刘振亚.特高压电网[M]北京:中国经济出版社,2005．[4]陈慈萱.电气工程基础[M]北京:中国电力出版社,2013.[5]朱声石.高压电网继电保护原理（第三版）[M]北京:中国电力出版社,2005．[6]HaiGangWang，DongX.Z.，BoZ.Q.，etc.Anoperationcriterionforlinecurrentdifferentialrelaywithhighersensitivity[J].PowerEngineeringSocietyGeneralMeeting，2006：1-6.[7]汤俊,王晓茹.反应重负荷下高阻故障的稳态量线路差动保护判据[J]中国电机工程学报,2008,28(4):72-77．[8]董新洲,苏斌,薄志谦等．特高压输电线路继电保护特殊问题的研究[J]电力系统自动化,2004,28(22):19-22．[9]张健康,粟小华,胡勇等.大容量可控电抗器对线路差动保护的影响及解决措施[J]电力系统自动化,2014(1):115-120.[10]M.Yamaura，Y.Kurosawa，H.Ayakawa．ImprovementofInternalChargingCurrentCompensationforTransmissionLineDifferentialProtection[J]．SixthInternationalConferenceonDevelopmentsinPowerSystemProtection，1997：74-77[11]南瑞继保电气有限公司.RCS-931AM(Z)_SC型超高压线路成套保护装置技术和使用说明书[M]2007．[12]北京四方继保自动化股份有限公司.CSC-103C(D)数字式超高压线路保护装置说明书[M]2007．[13]许继电气股份有限公司.WXH-803A/B6微机线路保护装置技术说明书[M]2008.[14]索南加乐,张怿宁,齐军等．Π模型时域电容电流补偿的电流差动保护研究[J]中国电机工程学报,2006,26(5):12-18．[15]索南加乐,张怿宁,齐军等．基于时域电容电流补偿的电流差动保护研究[J]西安交通大学学报,2005,39(12):1370-1374．[16]毕天姝,于艳莉,黄少锋等．超高压线路差动保护电容电流的精确补偿方法[J]电力系统自动化,2005,29(15):30-34．[17]郭征,贺家李．三端线路光纤保护的研究[J]电力系统自动化,2003,27(10):57-59．[18]Ching-ShanChen，Chih-WenLiu，Joe-AirJiang．Three-terminaltransmissionlineprotectionusingsynchronizedvoltageandcurrentphasormeasurements[C]TransmissionandDistributionConferenceandExhibition，2002(3)：1727-1732．[19]李泽文,唐迪,夏翊翔等.输电线路故障行波保护综述[J]电力工程技术,2020,39(5):49-58.[20]TAKAGIT，BABAJ，UEMURAK，etc．FaultprotectionbasedontravellingWavetheory：partItheory[J]ProceedingsofIEEEPowerEngineeringSocietySummerMeeting，1977：750-753．[21]TAKAGIT，BABAJ，UEMURAK，etc．Faultprotectionbasedontravellingwavetheory：partIIsensitivityanalysisandlaboratorytest[J]ProceedingsofIEEEPowerEngineeringSocietyWinterMeeting，