同塔四回高压输电线路的故障分析与保护原理研究

随着城市化建设和电网的发展，线路走廊匮乏越来越严重。同塔多回线路是有效利用线路走廊、提高输电容量、降低建设成本的有效手段。在同塔四回输电线路中，故障类型异常复杂，达上千种，并且四回线间存在互感，给故障分析、保护配置以及整定计算都带来了很大挑战。目前国内外对同塔四回线故障分析和保护的研究几乎是空白，也没有成熟的经验可借鉴，需要展开详尽分析。本项目将研究同塔四回线的相模变换和故障分析方法，建立符合四回线的故障分析模型，研究故障后电气量的变化规律、电容电流和线路互感对保护和测距的影响。在此基础上，提出适合于同塔四回输电线路的保护新原理和测距方法，确定四回线路的保护方案和整定原则。同塔四回高压输电线路的传输容量大，电气系统联系紧密，一旦保护反应不及时或不正确动作，可能导致电网崩溃和大面积停电。因此研究符合同塔四回高压输电线的保护新原理和测距方法对提高电力系统供电可靠性及电网安全稳定性具有重要意义。

随着城市化建设和经济不断发展，城市的用电量逐年攀升，输电容量需求日益增加，而线路走廊却越来越匮乏。同塔四回输电线路能有效节约输电走廊，提高输电容量、降低建设成本，已经被广泛采用。同塔四回输电线路中，导线数量多，导线间的耦合复杂，故障种类繁多，故障类型复杂，给故障分析、保护配置以及整定计算都带来了很大挑战。国内外对同塔四回线故障分析和保护的研究尚无系统的方案，也没有成熟的经验可借鉴，因此有必要对同塔四回线的故障分析与保护原理进行系统地研究.本项目研究了同塔四回线的故障分析方法与保护新原理。根据同塔四回输电线路的线路的空间结构，本项目确定了同塔四回线的阻抗耦合方式，提出了适用于同塔四回输电线路的相模变换方法，并考虑跨电压等级线路中线路参数不同的特点进一步提出了不对称参数同塔四回线的相模变换方法。在此基础上，本项目根据线路结构特征，建立了各类同塔四回输电线路模型，研究了故障时电气量的变化规律，分别提出适用于不同线路结构的同塔四回输电线路的故障分析方法，奠定了同塔四回线故障分析的基础。本项目在实现了同塔四回输电线路的故障选线、故障选相和故障测距方法的基础上，考虑了T型输电线路的特殊结构，并提出了适用于不同类型T型线路的故障选线、故障选相和故障测距方法。针对传统保护无法适用于同塔四回线的情况，本项目提出了适用于同塔四回线的接地保护、横差保护和纵差保护等保护新原理，完善了同塔四回线的保护方案与整定原则。本项目研究的同塔四回线的故障分析方法为同塔四回线的故障分析奠定了坚实的基础，同塔四回高压输电线的保护新原理提高了电力系统供电可靠性，对电网安全稳定性具有重要意义，发表论文20余篇，公开授权专利3项。