关键词:
继电保护
微机保护
行波保护
小波变换
故障选相
建模仿真
摘要:
快速切除故障是电力系统安全稳定运行的前提条件。随着智能电网建设步伐的加快,越来越多的超/特高电压输电线路投入运行,这将对电网的稳定性提出更高的要求。传统继电保护装置是建立在反应工频量变化的基础上,由于自身原理的特点,其反应速度难以满足超/高压线路稳定运行的需求,并且应用于远距离输电线路时易受系统振荡、负荷变化、过渡电阻以及线路分布电容电流的影响。行波保护利用的是线路故障后的高频分量,不反应工频量变化,具有不受系统振荡、负荷变化、线路分布电容影响、反应速度快的优点,被认为是下一代超高速保护的发展方向。
行波电流极性比较式方向保护是建立在反应系统故障电流初始行波极性的基础上,其原理简单,构成的纵联保护时仅需要向对侧传输少量数据,对通道的依赖程度低,可以作为线路的快速主保护。在采用克拉克变换矩阵时,利用线路中的α电流模量极性不能反应BC相问短路故障。本文通过采用α模量与β模量相结合的方式,来弥补单一模量不能反映全部故障情况的不足。利用Matlab/Simulink软件搭建500KV输电线路模型,对保护原理进行仿真,仿真结果表明该方法可以正确判断出各种故障情况下的故障区间。
在继电保护装置中除了保护算法外还存在选相元件。本文介绍了基于电压行波模量的故障选相算法,该算法存在定量使用0模量的缺陷,由于0模量在传输过程中不稳定,导致选相算法无法在实际中正确选相。本文研究了一种改进算法,改进后的选相算法通过引入Y模量来避免对0模量的定量使用。通过仿真,证明改进后的算法能够正确识别各种故障类型以及故障相别,可以作为行波保护的选相元件。
最后,根据行波保护具有速度快、运算量大、灵敏性高的特点,结合目前较为成熟的微机保护的设计思路,提出了基于DSP+ARM硬件平台的新型行波保护装置的设计方案。这种设计方案可以充分利用DSP强大的数字信号处理能力来进行保护实时算法,以及ARM强大的事物管理能力来完成人机交互、通信管理等功能,可以有效发挥行波保护的快速性、灵敏性的特点,大大提升了保护的实时性和可靠性。