高壓直流輸電線路的繼電保護技術

韓慧麟

摘要：近年來，電力系統取得了可喜的發展成果，令人欣慰;高壓直流輸電線路的后續發展也離不開電力系統的飛速發展，具有較明顯的優勢。高壓直流輸電線路繼電保護技術是高壓直流輸電的安全性和可靠性的保障因素。這一技術的合理應用，可以讓電力系統運行的安全系數得到提升。因為整個過程受繼電保護技術的影響很大，所以必須在應用過程中設立有效的保護方案。本文將以高壓直流輸電線路繼電保護的影響因素為基礎，并結合實際情況，具體分析繼電保護技術的應用。

關鍵詞：高壓直流輸電線路;繼電保護技術;線路主保護

引言

繼電保護是電力系統正常運行的重要組成部分，不僅可以促進電力系統的穩定運行，而且可以提高電力系統的安全性。電力系統的運行由多個部分組成，一旦出現某個故障點，整個系統的穩定性就會受到損害，如大規模停電和系統中出現震蕩現象等。折回給我國企業和人們的正常生活帶來極大的不便和損失。因此，在越來越多的高壓直流輸電線路應用的背景下，積極加強繼電保護技術的研究具有極其重要的現實意義。

1影響高壓直流輸電線路繼電保護的因素

1.1電容電流

由于高壓直流輸電線路的電容較大并且波阻抗比較小，因此其對整個系統的影響也比較大。為確保高壓直流線路的供電穩定性以及安全性，就要采取有效的防控措施。如果高壓直流輸電線路在分布式電容的影響下發生故障，故障距離與繼電器測量之間的關系就會出現改變，傳統的繼電保護措施將不會起到實質性的作用。

1.2過電壓

如果高壓直流輸電線路發生故障，則說明電弧熄燈時間比較長，如果時間比較長，電路電容的因素將會受到程度不等的影響。如果交換機的兩端沒有同時斷開，來回反射折射將不可避免地影響到后續的應用系統。

1.3電磁應用過程

高壓直流輸電線路一般比較長，在其供電運行時，故障分數將會發生較大變化，這就會一定程度的影響到高頻分量的電氣測量，進而導致半波算法不能確保其應用，在在無法保證半波算法應用，此時電流互感器就容易發生飽和現象。

2繼電保護線路設計要點

2.1線路主保護系統的設計要點

在進行線路主保護工作過程中，由于線路主保護系統受到多方面因素的影響，這就要求相關技術人員要高度關注高壓直流輸電線路的具體情況。在線路規劃過程中，相關技術人員要結合不同通道的情況，科學合理的選取相電壓補償技術或者相差電流差動技術的垂直保護裝置。

2.2線路后備保護系統的設計要點

線路后備保護系統的主要功能作用是對主保護系統進行輔助，共同發揮對高壓直流輸電線路的保護功能。在進行線路后備保護系統設計時，設計人員必須區別出線路兩端的切除故障，此外，還需要關注接地距離與相間距離保護設備的整體配置問題。在線路后備保護系統中，微機保護思想的應用有助于提升系統的整體運行穩定性。自動重合閘以及并聯電抗器保護裝置在線路后備保護系統中發揮著十分重要的作用。自動重合閘是由多種模式組成，其中比較常見的有：快速重合閘。單項重合閘以及三相重合閘，工作人員要結合電壓情況采用不同的自動重合閘模式，如果當過電壓倍數在系統的允許范圍內，則可以采用單項重合閘，當電壓超過了系統的允許范圍，則需要采用三相重合閘以提高線路的安全性。聯電抗器保護裝置能夠在直流輸電線路發生故障后觸發其自動保護裝置，一旦故障超過了線路的所能承受的范圍，此時系統就會啟動并聯電抗器，從而起到對整個高壓線路進行保護的作用。

3高壓直流輸電線路下常用的繼電保護技術

3.1微分欠壓保護技術

微分欠壓保護技術的應用范圍比較廣，適用性較強，高壓直流輸電線路的主保護系統以及后備保護系統都能夠采用該項技術。微分欠壓保護技術能夠在關注電壓幅值水平和電壓微分數值的基礎上為線路提供保護。

在當前繼電保護技術方案的應用上，SIEMENS方案與ABB方案應用較為常見，同時這兩項方案在其原理上也有著一定的相似之處，二者都能夠在電壓幅值以及電壓微分測量中發揮作用。以ABB方案為例，差分欠壓保護技術的應用可以充分利用該解決方案相比于其他后續產品，當達到20ms上升延遲并達到一定標準時，充分利用該解決方案的后備保護系統。微分欠壓保護技術的應用能夠有效提升系統的靈敏性。穩定性以及安全性。

3.2低電壓保護技術

在高壓直流輸電線路中，低電壓保護技術是一項較為常用的繼電保護技術，該技術能夠依據檢測的電壓幅值進行故障的診斷和繼電保護。低電壓保護技術應用過程中，要發揮出機控低電壓和聯通線路低電壓的保護功能。機控低電壓能夠在故障發生時對線路進行閉鎖，聯通線路低電壓能夠在線路程序重啟期間對線路進行保護。低電壓保護技術的缺陷就是不能有效的對故障原因和位置進行確定，因此，在應用低電壓保護技術時，要結合線路情況，辯證看待改技術的功能作用。

3.3行波保護技術

高壓線路直流輸電線路中，行波保護技術是主要的保護技術，一旦高壓線路發生故障，對故障點到線路兩端傳播的反行波進行識別就能夠進行故障位置的準確定位。

在采用ABB方案時，地模波和極波的主要作用是進行對故障類型以及級別的缺點。在SIEMENS方案中，電壓被微分為用于判斷電路系統故障的工具。SIEMENS方案和行波保護系統的集成能夠使系統在1O ms內關注到反向微波分量的基礎上對故障類型進行確定。對比研究兩種方案，在微分鏈路的影響下，ABB方案的檢測速度要優于SIEMENS方案。但ABB方案的抗干擾性要比SIEMENS方案相對較差。取樣要求高及理論不精確和耐過度電阻能力有限等問題是上述二者的共性問題。

3.4縱連電流差動保護技術

縱連電流差動保護技術的的主要特點就是應用雙端電氣量從而實現絕對選擇性，在此過程中，縱連電流差動保護能夠起到切除高阻故障的作用。當前，縱連電流差動保護系統還存在一些問題，例如等待時間長、運行速度慢等，因此，技術人員能夠使用電容電流補償技術，從而提升差動保護的靈敏度，也可以通過區域內或區域外的電流突變差別來確定故障方向。

4結語

總之，在新時代，在社會經濟持續發展的背景下，為提高電能的可靠性，我國積極開展電網建設和高壓直流輸電線路的有效應用，實現電力系統運行的波阻較小、傳輸功率大、電容量大等特點。在此過程中.對繼電保護技術的要求也在不斷提高，在這種情況下，本文首先討論了影響高壓直流輸電線路繼電保護的因素，在充分掌握它的基礎上對加強繼電保護技術的應用進行了有針對性的討論。

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