高压直流系统接地极引线保护研究

【摘要】：接地极作为高压直流输电系统的重要组成部分,其保护的可靠性至关重要。接地极主要由接地极引线、接地电极体以及相关控制设备组成,其中接地极引线一般为双回并行线路,长度为数十公里,保护配置通常为差分电流保护、时域脉冲保护以及阻抗监测保护。接地极故障绝大多数为接地极引线断线故障和接地故障,受到故障特征量不明显等因素的制约,现有的保护方法均无法实现故障类型的准确辨识,导致直流闭锁事故时常发生,严重影响了直流输电的稳定性。因此,本文研究了不平衡保护的自适应动作判据选取方法和基于纵联差动保护原理的接地极引线保护方法。论文首先对国内外直流输电系统接地极保护方法进行了阐述,分析比较了现有接地极保护方法的优缺点和适用范围。针对现有保护方法的缺陷,利用接地极引线中不平衡电流的变化特性,研究了一种不平衡保护自适应动作判据选取方法,降低了保护误动、拒动的概率,提高了动作判据的准确性；结合接地极引线运行特点以及线路自身参数,创造性地提出将纵联差动保护原理应用在接地极保护上,为了解决不平衡保护方法不能区分故障类型的缺陷,论文深入分析了不同故障时电流特征量的变化特点,结合横差保护与纵差保护动作量,实现对故障类型准确辨识；在确定故障类型的前提下,对不同直流运行方式下的保护动作进行改进,提高保护策略的高效性。论文利用MATLAB软件搭建了一个直流输电系统模型,通过对接地故障、断线故障以及区外故障进行仿真,结合论文理论分析,验证了该保护方法的有效性。理论分析和仿真数据表明,论文提出的不平衡保护自适应动作判据较传统动作判据相比,门槛值根据接地极引线上的运行电流进行整定,提高了保护动作的灵敏性,降低了保护误动、拒动的机率；基于纵联差动保护原理的接地极保护方法的提出,结合传统不平衡保护动作量,实现对故障类型的准确辨识；此外,优化后的保护动作策略,提高了保护动作的有效性,降低了直流系统的停运机率。
【关键词】：高压直流输电系统 接地极引线保护 自适应动作判据 纵联差动保护 保护策略
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM721.1