摘要：直流输电技术在中国具有广阔的应用前景，中国虽已是世界直流工程大国但非直流技术强国。鉴于直流输电线路继电保护的技术水平和运行水平对电力系统安全性影响最大，以及中国在交流输电线路继电保护领域已处于国际领先地位，相信有能力、也应该提升直流输电线路继电保护的研究和运行水平。但是工程应用中的直流线路保护存在理论不完备、可靠性差等缺点，线路故障由直流控制系统响应动作，造成直流闭锁而被迫停运的事故时有发生。本文主要分析探讨了高压直流输电线路继电保护技术，以供参阅。
关键词：高压直流；输电线路；继电保护技术
引言
继电保护是电力系统正常运行过程中的重要环节，不仅可以促使电力系统稳定运行，还能够提升其安全性。电力系统运行中包含多个组成部分，一旦某一环节发生故障，会对整个系统的稳定性造成损害，如大面积停电以及震荡现象在系统中的产生等。这样一来将给我国企业及人们的正常生活带来极大的不便和损失。因此，现阶段在高压直流输电线路应用越来越广泛的背景下，积极加强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的影响因素
直流输电在电能远距离传输和地区中心地带电缆输电等领域发挥着重要的作用。在我国直流输电保障技术研究相对薄弱的情况下,过电压、电磁暂态过程和电容电流成为了直流输电线路继电保护的主要影响因素。（1）电容电流。高压直流输电线路拥有较大的优势，主要体现在其应用过程中较小的自然功率和波阻，以及较大的电容等。然而这些特点在充分发挥功能的过程中，将极大的影响差动保护整定，因此要想促使可靠性和安全性在该线路中进行充分的体现，必须将科学的补偿措施应用于电容电流当中。并且，受分布电容因素的左右，当故障产生于高压直流输电线路中时，将会转变线性关系在继电器测量阻抗与故障距离之间的体现，导致双曲正切函数得以产生，这一过程中，传统的继电保护措施无法有效的发挥自身功能。（2）过电压。高压直流输电线路在出现故障之后，电弧熄灭时间会延长，情况严重时甚至会发生不消弧的情况，在电路电容因素的影响下，两端开关不会在同一时间断开，此时，行波来回折反射就会严重影响整个系统的运行。（3）电磁暂态过程。高压直流输电线路长，在操作与发生故障时高频分量幅值较大，这就给高频分量的滤除工作带来较大的困难，这不仅会导致电气测量结果发生偏差，此时，半波算法在高频分量的影响下准确性难以保障，此时，电流互感器也会发生饱和现象。
2高压直流输电线路继电保护技术
2.1行波保护技术
一旦相关的故障产生于高压直流输电线路当中，反行波现象是不可避免的，此时要想保证整个系统可以进行稳定的运行，必须积极采取有效措施来保护行波，继电保护技术在高压直流输电线路当中的应用，这一环节具有较大的重要性。从现阶段我国高压直流输电线路应用的过程来看，主要包含ABB和SIEMENS两种方案来提升包含行波的力度，其中，后者在能使用过程中，该保护措施是建立在电压积分原理的基础之上的，一旦发生故障，对其进行启动来保护行波的时间最长将在二十秒内完成，而最短时间也需要十六秒，同前者相比，其拥有更加良好的抗干扰性；而前者在使用过程中，保护行波的工作主要是对地膜波和极波的检测原理进行了应用，运行中能够对10ms中的图变量进行有效的检测，促使反行波图变量可以得到充分的掌握。在特定的状态下，在对反行波波变量进行识别的过程中，还可以对电流图变量以及微分启动等进行应用。现阶段，该技术在应用过程中，行波保护的功能还存在一定的不足，如较低的耐过渡电阻功能等，同时，在进行整定的过程中，依据也不健全，同时拥有不严密的理论体系。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆新时期，我国在进行高压直流输电线路应用的过程中，要想提升行波保护效率，相关研究人员提出将其同数学形态学滤波技术进行有效结合，希望能够提升其功能。
2.2微分欠压保护技术
微分欠压保护技术既可以应用于高压直流输电线路的主保护系统中,也可以在后备保护系统中得到应用。这一技术可以在对电压微分数值和电压幅值水平进行关注的基础上,为高压直流输电线路提供保护。ABB方案和SIEMENS方案是两种较为常用的继电保护技术方案。二者的工作原理具有着一定的相似性。它们都可以在电压微分和电压幅值的测定过程中发挥作用。以ABB方案的应用问题为例,在实现20ms上升延时,且达到某一标准的情况下,微分欠压保护技术的应用可以让这一方案的后备作用可以得到充分利用,相比于其他继电保护技术,微分欠压保护技术在稳定性、安全性和灵敏性方面始终处于较高水平。
2.3低电压保护技术
低电压保护能够通过对电压幅值的检测来实现对高压直流输电线路故障的判断，实现继电保护，其属于微分欠压保护的后备保护，上文中分析可知，微分欠压保护和行波保护的耐过渡电阻能力都比较低，对于一些高阻故障来说，这两种保护可能不会发生保护动作，而低电压保护则能够对这些高阻故障进行切除，但从实际的应用状况来看，许多高压直流输电线路工程并没有按照设计要求配备低压保护。低压保护技术主要分为两种，分别是线路低压保护和极控低压保护，线路低压保护定值更高一些，在保护动作发生之后，启动电路会对程序进行重启，而极控低压保护动作后，则会对故障极进行封锁。低压保护有着保护原理简单的特点，但是其选择性较差，灵敏度不高，不能够对区内高阻故障和区外高阻故障进行准确的区分。
2.4纵联电流差动保护技术
纵联电流差动保护是直流输电的后备保护，它的原理是利用双端电气量来实现绝对的选择性，按照设计，仅用于切除高阻故障。现行的纵联电流差动保护，由于并未完全考虑电容电流问题，仅利用电流两端的加和作为差动判据，需要较长时间等待，相对动作速度慢。以SIEMENS的纵联电流差动保护方案为例，在故障初期电流波动大，差动保护会延迟600ms作用，加上差动判据本身的500ms延时，也就是说差动动作最快也要在故障1100ms后才能作用，而在这个期间内，可多次发生由于极控低电压保护直接闭锁故障极的事故，设备失去重启机会，纵联电流差动保护未能真正发挥后备保护的作用。为提升直流输电差动保护性能，可进行改进的方向有很多，如通过电容电流补偿提高差动保护的灵敏性；将原本的高频通道升级为光纤通道以实现保护动作速度提升；通过区内、区外电流突变差别来辨认故障方向；优化在直流输电下线路低电压、极控低电压、大触发角等措施的先后时间配合等等。
结束语
综上所述，可以得知，高压直流输电线路继电保护技术对于我国电力行业持续稳定的发展有着至关重要的影响与作用，其技术水平的高低将会直接影响到高压直流输电线路继电保护性能。然而，我国目前高压直流输电线路继电保护技术水平仍旧处于滞后的阶段，一切都是处于摸索中的状态，再加之高压直流输电线路继电保护技术体系的不完善。保护装置种类单一化，大大降低了高压直流输电线路系统的工作效率。因此，我国相关部门必须高估重视高压直流输电线路继电保护技术的研发和完善，充分发挥其关键的保护性能，从而逐步提高我国高压直流输电线路继电保护技术水平。
参考文献
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[3]郭蕾.高压直流输电线路继电保护技术分析[J].中国科技纵横.2018(14).
论文作者:王思贤
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/6
标签：线路论文; 高压论文; 继电保护论文; 技术论文; 故障论文; 微分论文; 过程中论文; 《电力设备》2019年第16期论文;