基于PSCAD/EMTDC的距离保护误动研究

• 作 者: 刘海东
• 机 构: 东南大学
• 出 处: 东南大学
• 发表日期: 2013年期
• 关键词: 超导电缆 姆欧继电器 工频变化量 动作特性 距离保护

超导电缆应用于输送电能时具备损耗低、容量大和节能清洁等优势，待技术成熟后将会在未来的电网中发挥重要作用。常规电网中，线路的距离保护由于具备灵敏度高、方向性明确等特点得到了广泛的应用。将超导电缆空载合闸投入电网运行时，其特殊的电气参数会给相邻常规电力线路的距离保护带来新的问题。　　
本文借助PSCAD/EMTDC仿真软件，重点针对距离保护在背后有超导电缆空载合闸时的误动问题进行了分析验证，并针对误动时的特征制定了相应的解决方案，对于保证电网的稳定运行很有意义。　　
首先，本文从超导电缆的结构出发，结合常规电缆序参数的计算方法建立了超导电缆的集中参数模型，通过与常规电缆比对总结出超导电缆的序参数特点;在此基础上，构建了超导电缆空载合闸投入简单电力系统运行的等效电路，并结合电路分析了此暂态过程中出现的各类电气量的特性。　　
其次，本文根据常规线路距离保护中两种主要距离继电器——正序极化量姆欧继电器和工频变化量距离继电器的动作方程，分别推导了它们在正、反向线路发生故障时阻抗平面上的动作区域;分析了超导电缆空载合闸时其特殊的电气参数对电力系统运行的影响，并结合继电器的动作区域进一步从理论上指出距离保护发生误动的原因和条件。　　
然后，本文在PSCAD/EMTDC仿真软件的基础上，加入MATLAB构建了联合仿真平台，并在平台中搭建了相关的模型，实现了微机保护的各项环节;针对超导电缆空载合闸时两种距离继电器的误动情况分别做了大量仿真实验，并结合实验结果探讨了误动发生的几率和条件，进而验证了相应的理论分析。　　
最后，本文通过借鉴获得了解决距离保护误动问题的思路，在不影响距离保护正向动作特性的情况下，分别针对两种距离继电器在超导电缆合闸时的误动特征提出了相应的解决方案，并在仿真平台中加以应用，仿真结果验证了方案的有效性。