同塔双回高压直流输电线路故障分析与保护研究

Due to the special fault type and electromagnetism-couple, it brings new challenges to fault analysis and relay protection for the double bipolar HVDC lines on the same tower. The main contents of this research are as follows. Firstly, investigate non-completely decoupling method and deduce the corresponding traveling wave equations, implying the mechanism of influence between the double bipolar lines. Secondly, based on the phase-mode transformation, propose the sequence networks under various fault conditions. Then study the protection principle for line-to-line fault between lines with the same polarity, and propose the overall protection scheme. Finally, consider the influence of line parameters and transmission characteristics of traveling waves, and optimize the parameters and settings for the traveling wave protection. Then the performance of protections will be evaluated by experiments.

由于同塔双回直流输电线路特有的故障类型，且双回线路间存在电磁耦合，给故障分析、保护配置以及整定计算都带来了新的挑战。本项目将研究不完全解耦的相模变换方法，推导并求解同塔双回直流线路的波动方程，揭示双回线间电磁耦合的机理，以此来分析同塔双回直流线路的相互影响；在相模变换的基础上建立故障序网图，根据故障后各模量的特点提出适合于同塔双回直流输电线路的保护原理和配置方案，研究同极性跨线故障保护原理；考虑线路参数和行波的传输特性对行波保护的影响，优化行波保护参数和定值，并对保护的性能进行实验与评价。

由于同塔双回直流输电线路特有的故障类型，且双回线路间存在电磁耦合，给故障分析、保护配置以及整定计算都带来了新的挑战。本项目研究了不完全解耦的相模变换方法，推导出了同塔双回直流线路的波动方程，揭示了双回线间电磁耦合的机理，以此分析了同塔双回直流线路行波的相互影响；在相模变换的基础上建立故障序网图，根据故障后各模量的特点提出适合于同塔双回直流输电线路的保护原理和配置方案，研究了同极性跨线故障保护原理；考虑线路参数和行波的传输特性对行波保护的影响，优化了行波保护参数和定值，并对保护的性能进行了实验与评价。. 仿真分析了同塔架设方式对直流系统100Hz保护和50Hz保护的影响，优化了保护定值及策略。. 仿真分析了高压直流输电系统阀区故障的故障特征，分析了阀短路保护的动作特性并优化了保护定值。仿真分析了阀侧单相接地故障时投旁通对的策略。