淺析高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)

關(guān)世照

摘 要：近年來(lái)，我國(guó)在積極進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的過(guò)程中，加大了電力系統(tǒng)的建設(shè)力度，高壓直流輸電線路就是在這種情況下產(chǎn)生并進(jìn)行有效應(yīng)用的，其在使用過(guò)程中，呈現(xiàn)出了極大的優(yōu)勢(shì)，不僅可以進(jìn)行便捷的功率調(diào)節(jié)，還可以進(jìn)行大容量的電能輸送等，從長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)看，高壓直流輸電線路擁有更加廣闊的發(fā)展前景。而其在應(yīng)用過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)較高的穩(wěn)定性與可靠性，必須對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)行充分的應(yīng)用，在這種情況下，積極加強(qiáng)高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)研究具有重要意義。

關(guān)鍵詞：高壓直流輸電線路；繼電保護(hù)技術(shù)；影響因素；應(yīng)用

繼電保護(hù)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，不僅可以促使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，還能夠提升其安全性。電力系統(tǒng)運(yùn)行中包含多個(gè)組成部分，一旦某一環(huán)節(jié)發(fā)生故障，會(huì)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成損害，如大面積停電以及震蕩現(xiàn)象在系統(tǒng)中的產(chǎn)生等。這樣一來(lái)將給我國(guó)企業(yè)及人們的正常生活帶來(lái)極大的不便和損失。因此，現(xiàn)階段在高壓直流輸電線路應(yīng)用越來(lái)越廣泛的背景下，積極加強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)的研究具有重要意義。

一、影響高壓直流輸電線路繼電保護(hù)的因素

（一）電容電流

同傳統(tǒng)的線路相比，高壓直流輸電線路擁有較大的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在其應(yīng)用過(guò)程中較小的自然功率和波阻，以及較大的電容等。然而這些特點(diǎn)在充分發(fā)揮功能的過(guò)程中，將極大的影響差動(dòng)保護(hù)整定，因此要想促使可靠性和安全性在該線路中進(jìn)行充分的體現(xiàn)，必須將科學(xué)的補(bǔ)償措施應(yīng)用于電容電流當(dāng)中[ 1 ]。并且，受分布電容因素的左右，當(dāng)故障產(chǎn)生于高壓直流輸電線路中時(shí)，將會(huì)轉(zhuǎn)變線性關(guān)系在繼電器測(cè)量阻抗與故障距離之間的體現(xiàn)，導(dǎo)致雙曲正切函數(shù)得以產(chǎn)生，這一過(guò)程中，傳統(tǒng)的繼電保護(hù)措施無(wú)法有效的發(fā)揮自身功能。

（二）過(guò)電壓

故障產(chǎn)生于該線路的過(guò)程中，會(huì)延長(zhǎng)電弧熄滅的時(shí)間，嚴(yán)重者將導(dǎo)致不消弧產(chǎn)生于線路當(dāng)中，受電路電容因素的作用，在同一時(shí)間內(nèi)，不同同時(shí)斷開存在于兩頭的開關(guān)，這一過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)在來(lái)回折反射行波的影響下無(wú)法正常工作。

（三）電磁暫態(tài)過(guò)程

該線路在使用過(guò)程中，擁有較長(zhǎng)的線路，一旦操作過(guò)程中產(chǎn)生故障，將會(huì)導(dǎo)致較大的高頻分量幅值，因此導(dǎo)致濾除高頻分量的過(guò)程中將會(huì)產(chǎn)生極大的阻礙，促使偏差在電氣測(cè)量結(jié)果中加大，并且，在高頻分量的半波算法當(dāng)中，無(wú)法提升其準(zhǔn)確性，這樣一來(lái)就很容易導(dǎo)致飽和現(xiàn)象產(chǎn)生于電流互感器當(dāng)中[ 2 ]。

二、高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用

（一）行波暫態(tài)量保護(hù)

一旦相關(guān)的故障產(chǎn)生于高壓直流輸電線路當(dāng)中，反行波現(xiàn)象是不可避免的，此時(shí)要想保證整個(gè)系統(tǒng)可以進(jìn)行穩(wěn)定的運(yùn)行，必須積極采取有效措施來(lái)保護(hù)行波，繼電保護(hù)技術(shù)在高壓直流輸電線路當(dāng)中的應(yīng)用，這一環(huán)節(jié)具有較大的重要性。從現(xiàn)階段我國(guó)高壓直流輸電線路應(yīng)用的過(guò)程來(lái)看，主要包含ABB和SIEM ENS兩種方案來(lái)提升包含行波的力度，其中，后者在能使用過(guò)程中，該保護(hù)措施是建立在電壓積分原理的基礎(chǔ)之上的，一旦發(fā)生故障，對(duì)其進(jìn)行啟動(dòng)來(lái)保護(hù)行波的時(shí)間最長(zhǎng)將在二十秒內(nèi)完成，而最短時(shí)間也需要十六秒，同前者相比，其擁有更加良好的抗干擾性；而前者在使用過(guò)程中，保護(hù)行波的工作主要是對(duì)地膜波和極波的檢測(cè)原理進(jìn)行了應(yīng)用，運(yùn)行中能夠?qū)?0ms中的圖變量進(jìn)行有效的檢測(cè)，促使反行波圖變量可以得到充分的掌握。在特定的狀態(tài)下，在對(duì)反行波波變量進(jìn)行識(shí)別的過(guò)程中，還可以對(duì)電流圖變量以及微分啟動(dòng)等進(jìn)行應(yīng)用。現(xiàn)階段，該技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，行波保護(hù)的功能還存在一定的不足，如較低的耐過(guò)渡電阻功能等，同時(shí)，在進(jìn)行整定的過(guò)程中，依據(jù)也不健全，同時(shí)擁有不嚴(yán)密的理論體系。新時(shí)期，我國(guó)在進(jìn)行高壓直流輸電線路應(yīng)用的過(guò)程中，要想提升行波保護(hù)效率，相關(guān)研究人員提出將其同數(shù)學(xué)形態(tài)學(xué)濾波技術(shù)進(jìn)行有效結(jié)合，希望能夠提升其功能。

（二）微分欠壓保護(hù)

作為一種重要的保護(hù)措施，微分欠壓保護(hù)在使用過(guò)程中，需要對(duì)電壓微分?jǐn)?shù)值以及電壓幅值水平進(jìn)行應(yīng)用，該保護(hù)措施在使用過(guò)程中，不僅可以進(jìn)行有效的主體包含，還能夠充分發(fā)揮后背保護(hù)作用。目前，ABB和SIEM ENS兩種方案在使用過(guò)程中，主要將電壓微分以及電壓水平在該線路中的體現(xiàn)作為主要的檢測(cè)對(duì)象，在使用中，前者能夠?qū)崿F(xiàn)20ms的上升延時(shí)，上升沿寬度產(chǎn)生于電壓變化當(dāng)中，當(dāng)未達(dá)到某一標(biāo)準(zhǔn)的過(guò)程中，該保護(hù)措施的后備保護(hù)功能可以得到充分的發(fā)揮，但是該保護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中并沒有耐過(guò)渡電阻效率[ 3 ]。同行波保護(hù)相比，該保護(hù)方式擁有更加強(qiáng)烈的靈敏度和穩(wěn)定性，但是動(dòng)作速度相對(duì)緩慢，現(xiàn)階段以上兩種技術(shù)在使用過(guò)程中，都還存在一定的不足。

（三）低電壓保護(hù)

現(xiàn)階段，我國(guó)高壓直流輸電線路在使用過(guò)程中，最常用的繼電保護(hù)措施就是低電壓保護(hù)。其運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)檢測(cè)電壓幅值的工作進(jìn)行充分的應(yīng)用，在面對(duì)不同的保護(hù)對(duì)象過(guò)程中，該保護(hù)措施聯(lián)通線路低電壓和機(jī)控低電壓兩種保護(hù)措施能夠充分發(fā)揮保護(hù)功能[ 4 ]。后者在使用過(guò)程中擁有比前者更低的保護(hù)定值，一旦故障產(chǎn)生于線路當(dāng)中，后者可以及時(shí)對(duì)故障極進(jìn)行閉鎖，前者會(huì)在將線路重啟程序進(jìn)行啟動(dòng)的過(guò)程中來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)線路的保護(hù)。低電壓保護(hù)措施在應(yīng)用過(guò)程中，擁有相對(duì)簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，然而在使用過(guò)程中，整定依據(jù)存在一定科學(xué)性和系統(tǒng)性，導(dǎo)致相關(guān)工工作人員在工作中無(wú)法有效的對(duì)故障進(jìn)行判斷，擁有相對(duì)緩慢的動(dòng)作速度。

三、結(jié)論

綜上所述，新時(shí)期，在社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的背景下，為了提升電能可靠性，我國(guó)積極進(jìn)行了電網(wǎng)建設(shè)，高壓直流輸電線路的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行的較小波阻、較大輸送功率以及較大電容等功能，而這一過(guò)程中，對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的要求也越來(lái)越高，在這種情況下，本文首先探討了影響高壓直流輸電線路繼電保護(hù)的因素，在對(duì)其進(jìn)行充分掌握的基礎(chǔ)上，有針對(duì)性的對(duì)加強(qiáng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用展開了探討。

參考文獻(xiàn)：

[1] 韓昆侖.高壓直流輸電系統(tǒng)換流器與線路保護(hù)動(dòng)態(tài)特性分析與整定研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[2] 張映鴻.基于Hilbert-Huang變換的高壓直流輸電線路保護(hù)研究[D].華南理工大學(xué)，2013.

[3] 王永治.輸電線路故障全模型電磁暫態(tài)分析及行波測(cè)距應(yīng)用研究[D].昆明理工大學(xué)，2015.

[4] 張保會(huì)，孔飛，張嵩，張愛玲，吳慶范，甄威.高壓直流輸電線路單端暫態(tài)量保護(hù)裝置的技術(shù)開發(fā)[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，

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