1、直流輸電系統(tǒng)金屬回線 行波故障測距方案設(shè)計,導(dǎo) 師 : 張 傳 洋 副教授 答辯人 : 楊 憲 寬 專 業(yè) : 電氣工程及其自動化,山東農(nóng)業(yè)大學(xué),研究背景,在急速發(fā)展的今天，直流輸電非常適合中國的發(fā)展。然而，直流輸電系統(tǒng)金屬回線發(fā)生故障，由于其接線方式的存在一定的特殊性，與其它的接線方式下的輸電線路發(fā)生故障存在著很大的區(qū)別，而且在直流金屬回線的故障保護和測距裝置仍存在可靠性不高、勿動等問題。利用故障點暫態(tài)行波信號可實現(xiàn)故障準(zhǔn)確可靠測距，但其直流輸電系統(tǒng)金屬回線故障測距中的應(yīng)用研究不夠深入與全面。,課題方向,（1）詳細(xì)分析直流輸電系統(tǒng)單端行波測距原理，以及行波故障測距的關(guān)鍵技術(shù)問題。 （2）在對

2、直流輸電系統(tǒng)在金屬回線運行方式下線路故障特性分析的基礎(chǔ)上，針對直流輸電系統(tǒng)在金屬回線運行方式下行波測距理論進行了分析。 （3）以PSCAD為平臺建立高壓直流輸電系統(tǒng)仿真模型。,論文要點,單端行波測距原理 行波故障測距的關(guān)鍵技術(shù)問題 直流輸電系統(tǒng)金屬回線故障分析及仿真,單端行波測距原理,單端行波測距原理，是利用線路發(fā)生故障時所產(chǎn)生的暫態(tài)行波量在線路上的傳播實現(xiàn)測距。,故障距離可以表示為,行波故障測距的關(guān)鍵技術(shù)問題,故障分量的提取 模變換 正反向行波的分離 行波浪涌到達時刻的確定,直流輸電系統(tǒng)單極金屬回線運行方式下線路接地故障現(xiàn)象分析,如下 圖所顯示，設(shè)定極 1 為單極金屬回線方式運行，電流正方向

3、為順時針方向。,極 1 線路 A 點發(fā)生接地故障時的現(xiàn)象,如下圖所示，線路 A 點發(fā)生接地故障：,直流輸電系統(tǒng)金屬回線故障分析及仿真,假設(shè)在極 1 線路 A 點發(fā)生了接地故障。對此，借助PSCAD 仿真系統(tǒng)，電壓、電流波形如下圖所示。,其中，對電流波形進行分析，在T1和T2點發(fā)生兩次大幅度的波動，其中T1=0.800321s，T2=0.80101s，運用第2章所述的單端故障測距原理， 按照公式 計算結(jié)果為101.6km（其中，v=2.95km/ms），可以看出仿真誤差較大，誤差為1.6km。但，對單極金屬回線運行方式下A點發(fā)生接地故障進行模擬驗證，仿真波形顯示，以及進行了分析，與上述分析結(jié)果一

4、致,該結(jié)果得到驗證。,極 2 線路 B 點發(fā)生接地故障時的現(xiàn)象,如下圖所示，線路 B 點發(fā)生接地故障：,設(shè)定線路 B 點發(fā)生接地故障（即極 2）。借助PSCAD仿真系統(tǒng)，電壓、電流波形如下圖所示。,其中，對電流波形進行分析，在T1和T2點發(fā)生兩次大幅度的波動，其中T1=0.800322s，T2=0.80102s，運用第2章所述的單端故障測距原理， 按照公式 計算結(jié)果為101.6km（其中，v=2.95km/ms）,可以看出仿真誤差較大，誤差為1.6km。 對單極金屬回線運行方式下金屬回線B點接地故障模擬驗證，從仿真波形看出，以及進行了分析，與上述分析結(jié)果一致,該結(jié)果得到驗證。,結(jié)論,本文的主要工作是直流輸電系統(tǒng)金屬回線行波故障測距，主要研究成果和結(jié)論如下： 通過分析直流輸電系統(tǒng)單端行波測距原理，得出結(jié)論：直流輸電線路上實現(xiàn)單端行波測距的關(guān)鍵問題是故障時刻的準(zhǔn)確提取和第二個反向行波的性質(zhì)識別，以及行波測距的基本理論，并分析了影響行波相關(guān)法獲得應(yīng)用的關(guān)鍵問題。 對直流輸電系統(tǒng)金屬回線故障進行了分析,結(jié)論,通過PSCAD仿真獲得故障數(shù)據(jù)，設(shè)計了直流輸電系統(tǒng)金屬回線行波故障測距方案。,結(jié)論,綜上所述，本文所做工作有如下創(chuàng)新之處： 1、深入分析了直流輸電線路單端行波測距原理，為利用故障暫態(tài)行波實現(xiàn)直流輸電系統(tǒng)在金屬回線運行方式下的故障測距提供了理論基礎(chǔ)。