特高壓輸電線路繼電保護問題

張春霖

摘 要：隨著經濟的發展和科技的進步，我國社會建設的許多方面都得到了長足的發展，使得我國許多行業的許多領域都在當前階段面臨著新的挑戰。電力作為人們生產生活的重要資源在各行各業中發揮了重要的作用，與之相關的輸電線路，配電網等也得到快速發展，為社會建設的各個方面做出了巨大的貢獻。因為城市建設中許多建筑物工程施工應用了特高壓輸電線路，使得特高壓輸電線路的繼電保護成為了供電行業和建筑行業關注的重點，也需要研究人員結合現階段特高壓輸電線路發展特點和繼電保護創新技術做出有效的調整和改進，從而使得特高壓輸電線路繼電保護能夠通過相關問題的解決而在現有水平上有所進步。本文通過分析特高壓輸電線路繼電保護問題的概況和具體表現，結合已有的研究和實際的案例，對特高壓輸電線路繼電保護策略進行具體和系統闡述。

關鍵詞：特高壓；輸電線路；繼電保護；問題；策略

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）11-0151-02

因為人們的生活和生活質量在不斷地提高，所以人們對于精神層面和物質層面的追求也發生了變化，這點在人們對于特高壓輸電線路繼電保護問題由不了解到很重視的態度變化中可以明顯體現。盡管特高壓輸電線路繼電保護問題已經受到了研究人員和管理人員的重視，相關技術人員也在特高壓輸電線路繼電保護設計和制造中進行研究，但是我國相關領域發展緩慢和基礎較差的劣勢還是給現階段特高壓輸電線路繼電保護問題的解決增加了難度。我國的特高壓輸電線路繼電保護還與不同地方的環境，用電狀況，建筑設施和經濟負擔等有重要聯系，在建立模型進行特高壓輸電線路繼電保護問題解決時要結合實際情況進行深入研究，才能利用特高壓輸電線路繼電保護的原理進行相關措施的落實，為特高壓輸電線路的發展和繼電保護策略的創新打下良好的基礎。

1 特高壓輸電線路繼電保護問題的概況

雖然當前階段研究人員和管理人員對特高壓輸電線路繼電保護問題非常重視，許多合理可靠的措施也被應用到了工程施工中去，但是受到傳統觀念和管理模式的限制，特高壓輸電線路繼電保護問題還將在未來發展中遇到很多阻礙。特高壓輸電線路繼電保護問題一般在我國西北地區比較嚴重，加之高海拔和惡劣天氣的消極影響就使得該問題的解決難上加難，所以需要研究人員在克服我國缺乏特高壓輸電線路繼電保護的設計，制造和運行經驗的前提下采取有效措施來保證繼電保護的可靠性與輸電線路運行的安全穩定。因此，除了要借鑒國外特高壓輸電線路繼電保護設計經驗來達到少走彎路和加快設計速度的目的，還要對特高壓輸電線路繼電保護的基本理論和特殊問題進行研究。

1.1 特高壓輸電線路繼電保護的現狀

隨著時代的發展和社會的進步，經濟狀況好轉使得人們對生活質量的要求變高，電力系統的運行承擔了很多任務和更多壓力，其中電網的電壓等級提高使得輸電的經濟性能很難滿足大容量和遠距離輸電的要求，所以建立大容量，長距離和低損耗的輸電系統就成為了各國電網發展的必然趨勢。但是許多國家建成的特高壓輸電線路只能以低電壓等級運行，而我國早期研究在取得了可觀成果的同時也遇到了很多阻礙，在此過程中總結出了分布電容產生了較大電容電壓，短路過程中的高頻分量頻率距離工頻很近，短路時非周期分量衰減常數較大，故障分量較小等特性，需要研究人員利用保護原理和可靠的性能對相關策略加以論證和改進，才能實現特高壓輸電線路繼電保護的現實意義。

1.2 特高壓輸電線路繼電保護的原理

關于特高壓輸電線路繼電保護的原理，可以分為電流縱聯差動保護原理和差動保護新原理兩方面進行分析和研究。一方面，特高壓輸電線路繼電保護電流縱聯差動保護原理涉及到電容電流補償方法，基本思路是在線路兩端電流中減去相應電容電流，得到電流后利用基爾霍夫電流定律，才能實現特高壓輸電線路電流縱聯差動保護；迄今為止提出的補償算法有相量補償算法和時域補償算法，在理論上都是成立的。另一方面，因為上述方法不能很好地解決特高壓輸電線路繼電保護問題，所以在現階段出現了耐受甚至不受電容電流影響的差動保護新原理，比如建立在輸電線電磁波傳播過程之上的貝瑞隆模型，具有求解速度快和精度高的優點。除此之外，特高壓輸電線路其他保護原理還有成為后備保護的距離保護，利用光電互感器和光纖通道使得成本下降行波保護等，都需要在實踐中通過可靠檢驗才能進一步推廣。

2 特高壓輸電線路繼電保護中出現的問題

基于對特高壓輸電線路繼電保護問題概況的了解，可以發現我國相關研究并不成熟和完善，與發達國家相比還有很大的差距，所以需要在現階段特高壓輸電線路繼電保護運行過程中找出差距和發現問題，才能在未來對這些問題采取針對性策略加以處理和解決。根據特高壓輸電線路繼電保護的工作原理，結合其電壓等級高和線路自然功率大的特點，就能知道特高壓輸電線路繼電保護問題主要表現在過電壓水平過高和電容電流大小得不到保證這兩個方面。盡管特高壓輸電線路在運行過程中為社會建設帶來了電力供應安全可靠的好處，但是也使得繼電保護裝置出現了拒動和靈敏度下降等問題，使得特高壓輸電線路繼電保護問題越來越嚴重甚至威脅到了用電客戶的人身安全，所以針對這些特殊問題進行深入分析就成為了解決特高壓輸電線路繼電保護問題的必要工作。

2.1 降低絕緣費用和過電壓水平

當前階段特高壓輸電線路繼電保護問題產生的一個重要原因就是電壓等級升高，絕緣費的比例也在大幅度增高，所以在特高壓輸電線路繼電保護過程中降低過電壓水平就成為了當前工作的一大重點。正是因為在進行特高壓輸電線路繼電保護時必然會產生過電壓，所以保證絕緣子不受破壞的提高絕緣水平，配置合理的避雷器，增設并聯電抗器，設置合理的保護動作順序等就成為了解決該問題時值得嘗試的措施。

2.2 在電容電流下實現繼電保護

特高壓輸電線路繼電保護的另一個問題是電容電流過高，在長距離和電壓等級高的特高壓輸電線路繼電保護中比較常見，需要另辟蹊徑進行差動保護。盡管我國500kV輸電線路運行質量高而且切斷故障及時，但是在長距離特高壓輸電線路繼電保護性卻會出現問題。

3 特高壓輸電線路繼電保護策略的具體分析

根據特高壓輸電線路繼電保護問題的表現，可以得知如果想要特高壓輸電線路正常運行和繼電保護安全有效得以實現，就需要針對出現問題的兩方面進行試驗后做出調整，才能利用已有的有利條件促進特高壓輸電線路繼電保護問題得到妥善處理。除此之外，基于Marti模型的特高壓輸電線路繼電保護利用電流差動保護原理得到了有效的研究成果，在現階段的研究和嘗試中勢頭良好，所以可以進一步在實際工程中進行針對試驗和經驗總結，才能在未來發展中借助該模型促進特高壓輸電線路繼電保護朝著健康高效的方向發展。筆者結合自身的經驗和已有的研究，選取其中典型有效的策略進行分析，從而可以為同行業人員的研究提供科學合理的借鑒。

3.1 過電壓現象以及相關保護措施

特高壓輸電線路繼電保護中過電壓現象發生的原因一般是由不當的操作問題產生的，對于經常會發生故障的線路運行會有正常操作和故障后分斷操作，這兩個操作是特高壓輸電線路繼電保護的重點考慮方面。舉例來說，單相接地故障發生后不能按照規定進行重合閘的操作，就會使得特高壓輸電線路繼電保護失去作用。所以，由于斷路器動作特性差異而使得兩端保護動作不同，兩端不能同時斷開來保護線路，從而導致過電壓現象的產生。如果想要通過特高壓輸電線路繼電保護來避免過電壓現象的出現，就要提前進行保護動作順序的設定，才能通過降低過電壓水平來保證系統運行的安全性。

3.2 特高壓輸電線路分布電容電流及分析

因為特高壓輸電線路繼電保護問題有著自然功率大，波抗阻小，單位長度電容大和易計算得到的特點，所以在運行過程就容易造成電容電流超過額定電流的現象，這就給特高壓輸電線路的差動保護帶來很大的困難。結合單相接地故障的例子來說，傳統的分相電流差動保護應用于特高壓輸電線路繼電保護是非常困難的，所以需要采取相應的補償措施來解決這個問題；但是如果想要從根本上解決特高壓輸電線路繼電保護問題，還需要尋找合理方式來有效控制電容電流的大小，使得特高壓輸電線路繼電保護能夠通過縱聯差動來實現，才能最終逐漸解決好特高壓輸電線路繼電保護問題。

3.3 基于Marti模型的特高壓輸電線路繼電保護

基于Marti模型的特高壓輸電線路繼電保護主要利用分相形式的保護裝置，主要反映了輸電線路穩態運行時線路兩側電壓電流之間關系，所以如果特高壓輸電線路中沒有故障時線路兩側電流計算值和實測值應當是相等的；而出現故障時Marti模型被故障，兩側的值差距較大，保護裝置就會產生保護動作，體現出較高的靈敏度。除此之外，如果電路裝設了并聯電抗器則要啟用新的判斷依據再進行處理，才能在每種電路運行過程中都能利用適合的繼電保護裝置保證系統運行的安全穩定。最后，在實際線路運用基于Marti模型的特高壓輸電線路繼電保護裝置之前還要進行仿真和模擬試驗對有關參數進行調整，確認無誤后方能進行廣泛應用。

4 總結

總而言之，研究特高壓輸電線路繼電保護問題是切實有效的，既能在了解特高壓輸電線路繼電保護現狀和工作原理時發現其中的潛在問題，又能利用有效策略對過電壓和電容電流問題的解決奠定良好的基礎，從而完成社會建設中電力行業和供電企業發展的目標。為了迎合當前階段城市建設中建筑工程對特高壓輸電線路安全和質量要求越來越高的趨勢，滿足人們生產生活對于特高壓輸電線路繼電保護的要求，就需要針對特高壓輸電線路繼電保護中出現的問題，并且結合現階段我國特高壓輸電線路繼電保護的發展概況和國外先進技術與經驗，對特高壓輸電線路繼電保護的創新策略進行試驗和應用，從而可以為實際工作總結經驗和教訓，在電力行業和供電企業中特高壓輸電線路繼電保護問題的解決做好鋪墊。討論特高壓輸電線路繼電保護問題不僅促進了相關問題的解決，還為特高壓輸電線路繼電保護未來的發展和創新提供了新思路。

參考文獻

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