直流输电系统金属回线行波故障测距方案设计

1、直流输电系统金属回线 行波故障测距方案设计,导 师 : 张 传 洋 副教授 答辩人 : 杨 宪 宽 专 业 : 电气工程及其自动化,山东农业大学,研究背景,在急速发展的今天，直流输电非常适合中国的发展。然而，直流输电系统金属回线发生故障，由于其接线方式的存在一定的特殊性，与其它的接线方式下的输电线路发生故障存在着很大的区别，而且在直流金属回线的故障保护和测距装置仍存在可靠性不高、勿动等问题。利用故障点暂态行波信号可实现故障准确可靠测距，但其直流输电系统金属回线故障测距中的应用研究不够深入与全面。,课题方向,（1）详细分析直流输电系统单端行波测距原理，以及行波故障测距的关键技术问题。 （2）在对

2、直流输电系统在金属回线运行方式下线路故障特性分析的基础上，针对直流输电系统在金属回线运行方式下行波测距理论进行了分析。 （3）以PSCAD为平台建立高压直流输电系统仿真模型。,论文要点,单端行波测距原理 行波故障测距的关键技术问题 直流输电系统金属回线故障分析及仿真,单端行波测距原理,单端行波测距原理，是利用线路发生故障时所产生的暂态行波量在线路上的传播实现测距。,故障距离可以表示为,行波故障测距的关键技术问题,故障分量的提取 模变换 正反向行波的分离 行波浪涌到达时刻的确定,直流输电系统单极金属回线运行方式下线路接地故障现象分析,如下 图所显示，设定极 1 为单极金属回线方式运行，电流正方向

3、为顺时针方向。,极 1 线路 A 点发生接地故障时的现象,如下图所示，线路 A 点发生接地故障：,直流输电系统金属回线故障分析及仿真,假设在极 1 线路 A 点发生了接地故障。对此，借助PSCAD 仿真系统，电压、电流波形如下图所示。,其中，对电流波形进行分析，在T1和T2点发生两次大幅度的波动，其中T1=0.800321s，T2=0.80101s，运用第2章所述的单端故障测距原理， 按照公式 计算结果为101.6km（其中，v=2.95km/ms），可以看出仿真误差较大，误差为1.6km。但，对单极金属回线运行方式下A点发生接地故障进行模拟验证，仿真波形显示，以及进行了分析，与上述分析结果一

4、致,该结果得到验证。,极 2 线路 B 点发生接地故障时的现象,如下图所示，线路 B 点发生接地故障：,设定线路 B 点发生接地故障（即极 2）。借助PSCAD仿真系统，电压、电流波形如下图所示。,其中，对电流波形进行分析，在T1和T2点发生两次大幅度的波动，其中T1=0.800322s，T2=0.80102s，运用第2章所述的单端故障测距原理， 按照公式 计算结果为101.6km（其中，v=2.95km/ms）,可以看出仿真误差较大，误差为1.6km。 对单极金属回线运行方式下金属回线B点接地故障模拟验证，从仿真波形看出，以及进行了分析，与上述分析结果一致,该结果得到验证。,结论,本文的主要工作是直流输电系统金属回线行波故障测距，主要研究成果和结论如下： 通过分析直流输电系统单端行波测距原理，得出结论：直流输电线路上实现单端行波测距的关键问题是故障时刻的准确提取和第二个反向行波的性质识别，以及行波测距的基本理论，并分析了影响行波相关法获得应用的关键问题。 对直流输电系统金属回线故障进行了分析,结论,通过PSCAD仿真获得故障数据，设计了直流输电系统金属回线行波故障测距方案。,结论,综上所述，本文所做工作有如下创新之处： 1、深入分析了直流输电线路单端行波测距原理，为利用故障暂态行波实现直流输电系统在金属回线运行方式下的故障测距提供了理论基础。