1000kV特高壓線路繼電保護特殊問題分析

吉利

摘 要：1000kV特高壓線路在電力系統中的應用具有良好的技術和經濟優勢，其輸電線路距離長、電容量比較大，這對于繼電保護的要求比較高。為了充分發揮繼電保護的重要作用，應高度重視 1000kV 特高壓線路繼電保護特殊問題，優化特高壓線路繼電保護，確保 1000kV特高壓線路的穩定性和安全性。本文分析了 1000kV特高壓線路繼電保護基本要求，闡述了1000kV特高壓線路繼電保護特殊問題，以供參考。

關鍵詞：特高壓線路；繼電保護；問題

0.引言

特高壓輸電線路具備很獨特的特性，所選擇的線路是八分裂導線，這種線路形式具備非常大的空間，同時其中還分布了非常高度的電容，這在很大程度上對電路中存在的損失情況有所減少。近年來特高壓輸電技術的推廣應用，極大地解決了我國能源分布與消費不平衡的問題，完成資源的優勢轉變，完成了經濟發展的增長需要，提升了電網的承載能力，也能夠對國家對于降低資源的能耗有所作用。

特高壓輸電線路需要滿足線路運行的可靠性以及靈敏性等要求，另外還要具備很好的保護作用，如果線路發生故障，能夠實現備用設備的及時啟動，對故障發生的原因進行分析，從而針對故障問題采取相應的措施進行解決，避免發生更加嚴重的電路問題。

1.特高壓輸電線路繼電保護要求

其基本要求如下：（1）要具備后備保護的系統設備，一般是需要具備能夠快速完成全線路故障的切除以及擁有獨立運行保護能力的設備，無論是在哪種情況下，都要保證在主保護設備發生故障去進行檢修或者是無法運行時，其能夠實現后備的保護工作。（2）對主保護設備的動作以及滅弧時間要有所要求，不能夠超過過電壓的最高值。（3）在承擔有負荷狀態下，從兩端對線路進行切除，所形成的時間差不能夠超過限定值，要積極的根據絕緣子以及電壓進行計算，對最大值進行規定，因而這也是一項重要的規定。（4）為了能夠對過電壓問題進行限制，要對自動重合閘啟動時間有所規定，如果重合閘失敗，兩側的對端要對電壓進行降低。（5）諧振過電壓咋計算中通過兩相的運行狀態來實現，如果超過了允許值，那么單相重合閘就可以運用于其中。（6）斷路器投入/跳開要半自動化來保證兩端投入、斷開的時間差不超過規定值。（7）在并聯電抗器選擇時，要對因為切除故障而導致發生的過電壓情況進行考慮，為了能夠降低電抗器輸送中發生無功損耗工作，要將電抗器投入使用，對于并聯電抗器應有一投/切的自動裝置，由線路保護啟動。

2.1000kV 特高壓線路繼電保護基本要求

1000kV 特高壓線路繼電保護要滿足可靠性 、 選擇性 、靈敏性、速動性的要求，和超高壓和一般高壓線路相比，繼電保護要具有較大的冗余度和良好獨立性。 1000kV特高壓線路繼電保護配置可確保被保護線路在任何運行狀態下一旦出現故障，都能夠實現快速、無延時的保護，快速切除線路兩端故障，防止發生電氣設備損壞、 系統不穩定性或者過電壓等安全事故。 1000kV特高壓線路繼電保護一方面要確保不產生影響絕緣子和電氣設備的過電壓，另一方面保障 1000kV特高壓線路的穩定性。由于 1000kV特高壓線路上的絕緣子無法承受較大的過電壓，因此過電壓會影響絕緣子的絕緣能力，甚至會導致絕緣擊穿。 為了確保過電壓控制在允許范圍內，1000kV特高壓線路兩端繼電保護故障切除時間遠遠大于一端斷開、一端投入的時間，為了確保特高壓線路的穩定運行，線路繼電保護應從兩端快速切斷故障，嚴禁一端保護一端斷開。 為了滿足1000kV特高壓線路輸電要求，一種是主保護，另一種是允許跳閘信號或者傳送跳閘信號的后備保護，確保1000kV特高壓線路兩端切斷故障的時間差控制在 30—40ms，考慮到線路兩端斷路器和繼電保護時間差為20ms。從跳閘線圈到保護屏、直流電源、電壓互感器、電流互感器，主保護設置應完全獨立。

3 .1000kV 特高壓線路繼電保護特殊問題

3.1 電容電流問題

為了提高 1000kV 特高壓線路的傳輸能力，應盡量減少特高壓線路的電感和電阻，增大電容，降低漏電導。 1000kV 特高壓線路比 500kV 輸電線路，電容電流、傳輸功率和阻抗角不斷增大，受到分布電流電容的影響，特高壓線路兩側電流的相角和幅值發生較大變化，并且由于存在電流電容，嚴重影響了線路的差動保護，當 1000kV 特高壓線路減小負荷電流時，會降低差動保護的可靠性和靈敏度，通過過渡電阻接地后很容易發生保護拒動，因此需設置并聯電抗器，采用有效的電流電容補償措施，從而提高特高壓線路差動保護的準確性和可靠性。

3.2暫態過程問題

1000kV特高壓線路的暫態過程問題 ，會產生高頻振蕩分量和嚴重的電容電感諧振，當處于暫態過程時，特高壓線路的電流電壓幅值和相位發生畸變，產生大量的諧波。 當特高壓線路電阻比較大、負荷較小時，容易發生接地短路，出現嚴重的波形畸變。由于1000kV 特高壓線路頻率越大，等值容抗也越大，在高頻分量條件下，應盡量降低等值容抗。 特高壓線路末端如果發生故障，電流高頻分量較大，其主要包含 11—13 次諧波和 2—4 次諧波，而存在諧波會影響特高壓線路繼電保護計算精度，容易導致繼電保護穩態超越，特別是對于接近基波的諧波，應在 1000kV 特高壓線路合適位置上設置帶阻濾波器。

4.過渡電阻問題

1000kV 特高壓線路的過渡電阻約為 600Ω， 由于輸送電距離較長，電流流過 600Ω 電阻線路末端時，會大幅度降低零序電壓，這時無法結合 1000kV 特高壓線路的電壓情況來正確判斷出現接地故障還是處于正常運行狀態， 無法準確判斷零序方向保護，導致零序方向保護拒動，結合縱聯距離、縱聯方向的主保護原理，對 1000kV 特高壓線路接地故障，采用縱聯零序主保護，配合線路繼電保護，準確判別特高壓線路過渡電阻短路問題。

5.縱聯保護問題

1000kV 特高壓線路的分布電容和電壓等級不均等會影響縱聯保護， 特高壓線路兩端斷路器同步斷開只是一種理想方式，一端線路在電源作用下，反射來的行波，會造成特高壓線路產生過電壓。分布電容對 1000kV 特高壓線路產生的電容充電電流，影響線路的縱聯差動保護，因此要在特高壓線路上架設補償電抗器，避免在正常運行狀態發生保護誤動。

結束語：

1000kV 特高壓線路具有電流電容和分布電容較大 、波阻抗小、電能輸送線路長等特點，和普通輸電線路相比，1000kV特高壓線路繼電保護問題更加突出， 應選擇科學合理的保護方式，確保 1000kV 特高壓線路處于正常運行狀態。

參考文獻：

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