摘要：文章使用已運(yùn)行的1000kV交流輸電線路的線路參數(shù)，在PSCAD/EMTDC中建立仿真模型，對(duì)行波極性比較式方向保護(hù)做仿真試驗(yàn)，探討行波方向保護(hù)在特高壓線路上的應(yīng)用可行性。對(duì)故障初始角等因素進(jìn)行仿真和分析，結(jié)果表明除故障初始角為0°外，其他故障初始條件對(duì)保護(hù)判斷幾乎沒(méi)有任何影響。

關(guān)鍵詞：行波方向保護(hù)；小波變換；模極大值；極性比較；特高壓輸電線路

中圖分類號(hào)：TM771 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2014）29-0017-02

反應(yīng)工頻電氣量的繼保，在原理上就受各種因素的制約，例如接地時(shí)的過(guò)渡電阻、線路參數(shù)、電流互感器鐵磁飽和等，且已經(jīng)滿足不了特高壓輸電對(duì)動(dòng)作時(shí)間的要求。而行波保護(hù)原理是利用故障初期出現(xiàn)的行波電壓、行波電流或兩者組合中含有的故障信息來(lái)判別的，動(dòng)作時(shí)間極短，能滿足特高壓輸電的要求。本文通過(guò)建立我國(guó)特高壓輸電線路模型，仿真測(cè)試行波極性方向保護(hù)的原理及性能。

1 原理

對(duì)故障后的電壓和電流信號(hào)進(jìn)行采樣，濾除負(fù)荷分量，對(duì)得到的故障分量進(jìn)行解耦，提取電流的線模分量。首先檢測(cè)小波變換的模極大值，如果檢測(cè)到模極大值，則可判斷為系統(tǒng)出現(xiàn)故障；其次可利用模極大值的極性來(lái)判斷出是區(qū)內(nèi)故障還是區(qū)外故障。

2 仿真試驗(yàn)

2.1 線路參數(shù)

在PSCAD中建立如圖1所示的線路模型，其參數(shù)均為已運(yùn)行的1000kV特高壓輸電線路設(shè)計(jì)參數(shù)。圖中晉東南—南陽(yáng)開關(guān)站線路長(zhǎng)363km，南陽(yáng)—荊門線路長(zhǎng)291km，如圖所示線路中并聯(lián)電抗器的容量分別為Q1=960MVA，Q2=720MVA，Q3=720MVA，Q4=600MVA，母線對(duì)地雜散電容CS=0.05uF。試驗(yàn)時(shí)設(shè)l為送端，n為受端，采樣頻率為400kHz。

類型，行波極性比較式方向保護(hù)都是可以正確動(dòng)

作的。

2.3.3 其他因素的仿真試驗(yàn)。同理，對(duì)于故障位置和不同故障電阻等其他類型的故障，經(jīng)過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)證明保護(hù)均可正常動(dòng)作。特別是對(duì)于線路首末兩端的位置發(fā)生故障時(shí)，行波保護(hù)均能正確判別，不影響動(dòng)作，這對(duì)于基于工頻電氣量的繼保來(lái)說(shuō)，是很大的優(yōu)勢(shì)。故障接地電阻會(huì)使行波模極大值的幅值發(fā)生變化，但其極性不發(fā)生變化，所以對(duì)于不同的接地電阻，保護(hù)均能正確動(dòng)作。對(duì)于本仿真模型來(lái)說(shuō)，其線路結(jié)構(gòu)對(duì)行波保護(hù)也沒(méi)有影響。

綜上所述，只有故障初始角度為0°時(shí)，發(fā)生該相單相接地故障保護(hù)會(huì)失去作用。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)已運(yùn)行的1000kV特高壓線路作模型，對(duì)行波極性比較式方向保護(hù)做仿真試驗(yàn)，對(duì)可能影響行波極性比較式方向保護(hù)的因素進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)與分析。在研究過(guò)程中，所獲得的主要結(jié)論如下：

（1）行波極性比較式方向保護(hù)原理僅利用電流行波的極性即可判斷區(qū)內(nèi)外故障，對(duì)反應(yīng)工頻信號(hào)量的保護(hù)具有很大優(yōu)勢(shì)，其動(dòng)作速度就大為提升。

（2）行波極性比較式方向保護(hù)原理與反應(yīng)工頻電氣量的繼保相比，對(duì)保護(hù)判斷產(chǎn)生的影響因素較少，動(dòng)作速度較快。

（3）除故障角為0°時(shí)發(fā)生該相單相接地故障這一極少情況外，故障初始角、故障類型、接地電阻、故障離母線距離等均不會(huì)對(duì)保護(hù)的正確判斷產(chǎn)生影響。

經(jīng)過(guò)仿真分析可知，行波極性比較式方向保護(hù)是可行的。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄒貴彬.輸電線路積分型行波方向縱聯(lián)保護(hù)研究[D].山東大學(xué)，2009.

[2] 葛耀中.新型繼電保護(hù)和故障測(cè)距的原理與技術(shù)[M].西安：西安交通大學(xué)出版社，2007.

作者簡(jiǎn)介：肖文軍（1987-），男，威海新力熱電有限公司助工，研究方向：電力工程與管理。