在输电线路保护中实行基于继电器控制的数字信号处理器参考效果设计的静止同期补偿器(外文翻译)

在输电线路爱护中实行基于继电器限制的数字信号处理器参考效果设计的静止同期补偿器 J.V.V.N Bapiraju, U.J.Shenoy, Senior Member, IEEE, K.G.Sheshadri, H.P. Khincha, Senior Member,IEEE, D.Thukaram, Senior Member, iEEE. 摘要 敏捷沟通输电系统FACTS装置在电路回路中的重要性，在很大的方面影响了距离爱护继电器的反应实力，就像在电力系统中变换敏捷沟通输电系统装置的配置就会得到系统不同的响应。这篇文章从客观上了解了运用静止同期补偿器STATCOM后的中性点补偿在阻抗距离继电器正常负荷和故障条件下分别为了使输电线路爱护完成能使之适应的距离爱护安排的表现。从运用了PSCAD软件和利用计算分析的模拟探讨中得出的结论是有必要为了使距离爱护继电器适应它在输电线路爱护中的、察觉误动区的特性而做出新的设置。表面阻抗是模拟不同负载和接地L-G故障的条件下电力网络系统的不同场所的运作状况。目的是为了适应距离继电器的规划，并使之在TMS320C50数字信号处理DSP系统上得以完成。 关键词方向阻抗，距离阻抗，数字信号处理器TMS320C50，傅立叶算法，PSCAD/EMTDC，四边形特性和静止同期补偿器。 ⒈ 简介 在电力系统爱护的适应性爱护规划[1][2]中牵扯到了继电器的用途，可能须要用变更它们的特性来适应形势。一般一个系统爱护应用一些预定方来应对一些事故和故障。这就须要设置一个包括了大量事故状况的系统，当然系统中的事故状况是少于全部的可能发生的事故的，但必需是继电器大部分时间可能面对的事故。因此，在有适当爱护措施的条件下，最好让继电器可以适应不断变更的状况。 假如任何敏捷沟通输电系统装置可以随意循环设定继电爱护动作区，距离爱护继电器在电力系统中全部的动作点在达到设定值时的电阻和电抗值可能不会一样。距离爱护中适应性爱护观念的原理甚至还牵扯到了敏捷沟通输电系统装置输电系统[3][4] 的探讨。 这篇文章分析探讨了静止同期补偿器在距离爱护继电器的设置中中性点补偿的效应。模拟探讨中的一个一般的输电系统被认为是由发送端的发电机，接收端的负载，输电线路和中性点的静止同期补偿器组成的。输电线路的可见电阻和可见电抗适合不同负载条件，包括线路接地故障，以及不同的故障电阻和在不同位置所出现的故障。全部的模拟探讨都运用PSCAD/EMTDC软件[5]来实现。还要运用基于德克萨斯仪器公司制作硬件的TMS320C50数字信号处理系统来执行适应性距离爱护系统。 ⒉ 分析计算 电流I和阻抗 Z可以依据试 1，2中给出的有功功率P和无功功率Q来确定。距离爱护继电器中的电阻值和电抗值 可用给定的瞬时电压值V和瞬时电流值I经过一般的傅立叶全周期运算得出。距离爱护继电器中的可见电阻和可见电抗基于周期循环评估的过程像给出的式3和式4中计算在爱护动作点中有功功率和无功功率的转移一样。 1 2 3 4 电阻和电抗这些变量的关系可以运用给定的方程5和6和有功功率和无功功率的常数来计算。 5 6 上面的公式明显的表明白可见电阻会因无功功率的削减而增加，同时可见电抗会因无功功率的削减而削减。 ⒊ 静止同期补偿器的效应 静止同期补偿器的应用包括了电压限制，稳定系统和暂态稳定的提高[6][7]。静止同期补偿器的响应速度是特别快的，其正常无功功率的循环范围是11.5个周期。这篇文章认为静止同期补偿器的中性点补偿效应应当表现在距离爱护继电器上。在发送端中的静止同期补偿器无功功率的供应当是从中性点的位置起先缩减负荷。静止同期补偿器的响应是通过限制无功功率输出来变更系统条件和维持电压在恒定值的。 式5和6中的代表了发送端和输电线路中性点的静止同期补偿器中各缺少的无功功率。静止同期补偿器出现的重要意义是影响了在发送端无功功率的缺少电阻和电抗的状况下达到距离爱护值须要的有功功率和无功功率两个过程。模拟探讨的细微环节是记录一般负载和故障条件之间的可见电阻和电抗值。 4.电力系统模拟和静止同期补偿器 图1表示了一个用PSCAD/EMTDC软件模拟的典型电源系统网络单回路图。送电站和变电站用132kV，100MVA的发生器作为固定的来源和2500MVA的短路容量来模拟。一根60km的传输线用12根每根5km的来模拟，容许不同长度 图1 模拟探讨中运用的典型电力系统网络 下发生的模拟错误。线路电阻为0.16 ，阻抗为0.38 ，并且考虑了0.000872 的转移阻抗。静止无功补偿器被连接在离发电站30km的地方。可见电阻和阻抗依据不同的无功功率的须要和在接收端的恒定的32MW的有功功率来模拟。通过模拟在传输线不同线路长度的接地线路故障来探讨故障电阻变更的效果。 用一个简洁电路模拟一个6脉冲的静止同期补偿器。为了维持静止同期补偿器在中性点的特定电压值须要限制静止同期补偿器的无功功率。如图2所示正弦脉宽的调制所需的相位是通过静止周期补偿器的中点电压和参考电压的不同综合来产生的。这个阶段的变更确定了来自静止同期补偿器的无功功率的总量和方向。三角信号和参考正弦信号是脉宽调制技术所必需的。首先，要使三角信号和3个沟通输电系统的中点电压同步，这3个电压是由载波频率产生的，基本频率的33倍如图3所示。其次个正弦参考信号如图4所示是通过变更相位产生的。6脉冲电桥的脉冲生成如图5所示。在接收端无功功率需求变更的状况下须要考虑距离型继电器上的静止周期补偿器的反映。 图2 正弦脉宽三相的产生依次 图3 产生的三角波形 图4 产生的参考正弦波 图5 产生的6信号晶闸管脉冲信号 5. 模拟结果 为了实现基于适应性爱护安排的数字信号处理，在一个采样频率为6KHz的PSCAD/EMTDC模式的模拟探讨中获得电压和电流的数据。模拟的全部时间是1.0秒。图6表示了在没有静止同期补偿器的状况下在动作点和中性点处的电压。最初在接收的末端申请了一个阻抗为32.0j32.0MVA的负载。0.5秒之后一个线路接地故障用一个10欧姆的电阻模拟了75的60km线路。图7表示了在通常负载状况下包含了静止同期补偿器的电压轮廓稳定性的提高，当这个故障发生时，静止同期补偿器通过加入无功功率来提高电压。距离型继电器的电阻和阻抗利用傅立叶全循环运算法通过输入同步的电压和电流信号则来计算。 图6 运用静止同期补偿器时的电压 图7 没有运用静止同期补偿器时的电压 表