摘要：本文分析了高压直流输电线路继电保护存在的问题，我们结合高压直流输电线路继电保护的主要影响因素分析与高压直流输电线路继电保护设计原则要求，提出了高压直流输电线路继电保护技术，包括：微分电压保护、行波保护、低电压保护、纵联电流差动保护等措施。
关键词：高压直流输电线路；继电保护；技术
0 引言
继电保护是电力系统正常运行的重要环节，是保证电力系统安全稳定运行的重要环节。直流输电线路的长距离和直流与交流的不同特性决定了直流和交流线路保护的原理和结构。因此，在直流输电线路应用越来越广泛的背景下，加强对直流继电保护技术的研究具有重要意义。
1 高压直流输电线路继电保护现存问题
从保护原理上看，现有的直流继电保护方案可靠性低，理论不完善，其主要保护方式是灵敏度低、故障输入时间短、缺乏总体依据和采样率高。在后备保护中，主保护速度较慢，低压保护由于缺乏依据，往往不能保证选择性；从保护配置上说，直流输电保护种类过于单一，可靠性差，且缺乏故障后的快速有效反应。对于直流电输电和交流电输电，差异主要体现在能量集中的频带，其他并无本质区别，而交流输电由于长时间的实践应用，相对可靠性高、理论完善。因此，可借鉴交流输电继电保护的成功经验，并切实结合直流输电线路的结构特点和控制特性，以求得更为完善、高效的直流输电继电保护系统。
2 高压直流输电线路继电保护的主要影响因素
2.1 电磁的暂态过程
由于高压直流输电线路距离较远，故障发生时高频分量往往过大，给故障的诊断和处理带来困难，不仅会导致电气测量的过程中出现偏差，而且，半波算法的准确率在高频分量的作用下也会受到较大的影响。在这几种情况的相互作用下，很可能会造成电流互感器过渡饱和的现象，从而导致严重后果。
2.2 过电压
在高压直流输电线路出现故障时，其产生的电弧有时不会被熄灭，在情况严重的时候，甚至会发生不消弧的想象，从而造成非常严重的后果。同时由于整个电路受到电容因素的影响，线路两端的开关也无法在第一时间及时的断开，这样就会造成行波来回反射的情况，从而影响到整个继电保护系统的正常运行。
2.3 电容电流
电容大，自然功率小以及波阻小这是高压直流输电所固有的特征，也正是这些特征给纵联电流差动保护带来了很大的影响。为了较为充分的保护整个高压直流输电线路的安全和稳定，必须要对电容电流采用合理的补偿措施。
3 高压直流输电线路继电保护设计原则
在高压直流输电线路继电保护的设计过程中，应严格遵循以下设计原则：一是后备保护，即后备保护在继电保护设计过程中起着至关重要的作用。所以在这个基础上，设计员在实际工作开展的过程中，要注重提高对此问题的重视程度，并在电力系统操控过程中，严格控制线路两端切出故障差，同时确保接地距离保护、相间距离设备等条件的完整性，以此达到稳定的系统运行状态。
第二，输电线路主保护设计。在设计过程中注重对保护装置加以区分。例如，某电力系统在实践运行过程中，为了确保运行环境的安全性，将第一套保护装置、第二套保护装置分别设定为分相电流差动纵联保护、相电压补偿纵向保护，由此实现了对继电的高效保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
第三，自动重合闸，即设计人员在继电保护设计过程中，应严格遵从继电自动重合闸设计要求，合理选用三相重合闸、单相重合闸等设计模式，从而达到最佳的设计状态，从而达到继电保护的设计目标。
4 高压直流输电线路继电保护技术
4.1 微分电压保护
差动电压保护作为一种继电保护技术，具有主保护和后备保护的功能。目前，西门子和ABB在行波保护中的检测对象是电压电平和电压差动。然而，西门子方案的上升延迟时间长，往往无法发挥后备保护的作用，而ABB 方案的上升延时为20ms，在电压变化率处在标准以下时，可以发挥出后备保护的功能，但是其抗干扰能力较弱。微分电压保护相较于行波保护具有更优越的可靠性和灵敏度，但是动作速度却低于行波保护，这两种形式的继电保护均存在着耐过度电阻能力较差，可靠性不足的弊端。
4.2 行波保护
当高压直流输电线发生故障后，会在线路中形成反行波，若想保证电力系统安全稳定运行，则需要进行行波保护工作，这也是对整个输电线路保护的关键所在，现阶段行波保护措施主要有两种方案，分别为SIEMENS 方案与ABB 方案，其中SIEMENS 方案主要是以电压积分为原理，起保护时间在16-20s 之间，相较于ABB 方案，其起启动时间较长，但却具有更强的抗干扰性；ABB 方案基于极波和地模波原理，能够在很短的时间内检测出反行波，并采取相应的保护措施。为了进一步的提升行波保护的质量，相关研究人员也引进了形态学梯度技术和数学形态学滤波技术，但是这两种技术都存在的一定的缺点，需要进一步的进行完善和优化。
4.3 低电压保护
低电压保护作为后备继电保护的常用措施，主要通过检测电压幅值来开展保护工作的，根据需要保护的对象差别，可以分为极控低电压保护和线路低电压保护，极控低电压保护的保护定值要低于线路低电压保护，当线路发生故障时，极控低电压保护会自动封闭故障极，而线路低电压保护会进行线路的重启。低电压保护形式较为简单，但是其缺乏科学合理的整定依据，不利于相关工作人员对故障类型的判断，并且动作速度相对较慢。
4.4 纵联电流差动保护
纵联电流差动保护具有较好的选择性，但是对故的反应较慢，需要较长的时间才能够采取保护措施，因此只能用于高阻故障的保护工作中，现阶段因为影响因素较多，造成电流差动保护还没有与电压变化过程联系，往往会造成保护措施的误动，这就造成电流差保护在高压直流输电线路的继电保护中没有发挥其有的作用，还需要相关的工作人员对其性能进行进一的完善和提高。
5 结语
综上可知，目前，高压直流输电线路在继电保护过程中仍然存在着灵敏度低等问题，影响了电力系统的稳定性。因此，为了满足继电保护的需要，在电力系统的运行和维护过程中，有关技术人员应重视现代继电保护技术的应用，如行波暂态量保护技术、差动欠压保护技术等，找出并解决继电保护中存在的问题，提高保护的可靠性，使直流系统更加稳定。
参考文献：
[1]宋国兵，褚旭，高淑萍等.利用滤波器支路电流的高压直流输电线路全线速动保护[J].中国电机工程学报，2013，（22）：120-126.
[2]高淑萍，索南加乐，宋国兵等.利用单端电流的高压直流输电线路全线速动保护[J].中国电机工程学报，2012，32（7）：107-113.
[3]武骁.交直流混联系统输电线路继电保护关键问题研究[D].西南交通大学，2015.
论文作者:贾明昊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/16
标签：线路论文; 继电保护论文; 高压论文; 电压论文; 过程中论文; 故障论文; 低电压论文; 《电力设备》2018年第14期论文;