摘要：特高压输电技术的发展与应用是保障电力系统与社会经济协调发展的关键，特高压输电线路正逐渐成为我国电网的骨干网架。特高压输电线路具有距离长、损耗低等特点。与超高压输电线路相比，特高压线路的导线直径、阻抗角、传输功率、相间电容、线路电容电流都有所增大，阻抗有所下降，这都对继电保护产生较大影响，因此，有必要对特高压输电线路的继电保护原理和技术进行专门研究。
关键词：特高压；输电线路；继电保护；原理；技术
1特高压输电线路简介
近二十年来，随着社会经济的快速发增长，电力需求也不断增长，超高压输电技术已经难以满足未来的电力供应需求，因此特高压输电技术是我国电力系统发展的必然趋势。特高压输电技术的应用不仅能够满足电力增长需求，还能够降低电网投资，优化资源配置，减少线路损耗，提高电网运行的稳定性。特高压输电线路的优点是能够进行远距离、大容量的电力传输，具有较好的经济性，能够节省线路走廊。但在特高压输电线路的建设过程中，系统的稳定性问题不容易解决。继电保护技术是保证特高压输电线路稳定运行的关键技术，因此对其进行研究是发展特高压输电技术的关键。只有研究出更先进的特高压继电保护技术，才能为特高压输电线路的稳定运行提供保障。
2继电保护概念
所谓继电保护就是指通过一些方法和装置来对电力系统进行保护，即当电力系统的某些部分发生故障例如两项短路接地、电机无法正常运转时，相关装置能够做到及时排查并控制，断开电路以免发生危险。它可以保障电力系统的稳定性，将稳定性与地方经济两者紧密地结合起来，消除电气故障所引起的安全事故并最大程度地降低由于电气故障所带来的直接或间接经济损失。
3继电保护运行要求
3.1可靠性
继电保护系统的可靠性，体现在继电保护装置在配置方式上是否可行，保护装置的技术性能怎么样，在安装质量上的好坏。在电力系统发生运行故障时，继电保护装置必须保证可靠地做出动作，在不能做出动作时，继电保护装置一定不能给出错误性的动作。
3.2灵敏性
灵敏度作为保护装置在启动上衡量可靠性能的指标，是保障在一定范围内故障做到安全保护的前提。对于继电保护装置，在其保护范围规定内，电力系统在进行不正常的运行时会给出反馈，出现故障时会有所反应，这些是灵敏性的继电保护装置，是经由继电保护中的灵敏系统所定的。
3.3快速性
电力系统在运行中发生故障时，在继电保护装置中，用最快速度断开断路器，让其可以跳闸，终止运行故障，让电力系统不再进行异常运行，继电保护装置方面的快速动作，可以快速地完成电力线路自动重合闸工作，使电力设备减轻损坏，保证快速恢复到正常的运行。
3.4 选择性
电力系统在发生故障时，继电保护装置需要依照运行故障，要有选择地将电力线路故障快速切除，把故障线路距离最近的开关断开，将故障范围进行及时控制，减少出现大范围停电现象，保证其他部门运行的安全和稳定。
4继电保护原理与技术
4.1纵联保护技术
纵联保护的原理是发生线路故障时，使线路两侧发生纵向联系，进行信息交换，作为故障排查的判断依据，并有选择的快速切出全线故障的继电保护技术。其中，判断依据是线路两侧判别量的特定关系，通过判别量的交换和与本侧判别量的对照分析，对故障发生位置进行判断，区分区内故障和区外故障。纵联保护的主要方式包括锁闭式、允许式纵联距离保护和纵联电流差动保护等。
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4.2纵联距离保护技术
纵联距离保护根据方向判别元件动作情况对线路两侧的故障方向进行比较，判断线路故障的发生位置。如果是内部故障，则线路两侧的故障方向都是正方向。如果是外部故障，则必定有一侧的故障方向是反方向。纵联距离保护发挥作用的基本条件是具有明确的方向性，能够对各种对称和不对称故障作出快速反应，能够对本线路全长进行可靠保护，并且能够对系统振动或二次回路断线采取闭锁措施。这种保护方式不受系统运行方式的变化所影响，并且能够根据不同的线路情况采用相应的动作特性。
4.3纵联电流差动保护技术
纵联差动保护技术通过对线路两侧电流相位进行比较，选择保护行为。若故障线路两侧电流的相位相同，则保护被闭锁，若相反，则保护动作跳闸。纵联差动保护技术的优势特点是装置简单，对全相状态中的对称故障和不对称故障都能作出反应，而且不受系统振荡、回路断线影响，能够在非全相状态和单相重合闸过程中继续提供继电保护。但是该保护技术对信道有较高要求，需要实现两侧保护的联跳。若信道停止使用，该保护会退出运行，所以需要采取后备保护措施。
4.4分相电流差动纵联保护技术
分相差动纵联保护技术的优势在于该保护技术拥有绝对选择性，在一般输电线路中，是一种较为理想的保护方式。其保护原理以基尔霍夫电流定律为基础，不受系统振荡、运行方式影响，过渡电阻对其影响也较小，且本身具备选相功能。但是在特高压输电线路中，发生区外故障时，两端电流受分布电容电流的影响较大，会影响其正常工作，所以需要采取补偿措施，尤其是补偿暂态电容电流算法。如果没有补偿措施，该保护技术不适合在特高压输电线路中使用。
4.5负序方向纵联保护技术
由于负序分量存在于故障的全过程中，可以对不对称故障发生的全过程进行可靠反应，不受系统振荡的影响。但该继电保护技术的灵敏度受系统运行方式和线路换位情况影响，不能对三相短路故障进行可靠反应。可以为负序功率方向元件加配正序故障分量方向元件，或相电流电压突变量方向元件，对三相短路进行专门反应。如此一来就是一种较为完善的纵联保护，这种继电保护技术的理论和实践较为成熟，但是不能作为特高压输电线路的主保护。
4.6工频变化量纵联保护技术
工频变化量纵联保护能够对全相和非全相状态的各种线路故障作出反应，而且动作速度快，不受系统振荡、负荷电流的影响。该继电保护技术在220kV和500kV的输电线路中的应用取得了较好效果。但是只能在故障发生的初瞬间做出反应，不能在故障全过程中进行反应。而且其灵敏度受系统运行方式影响，具有不确定性。
4.7工频故障分量距离保护技术
工频故障分量距离保护技术的测量信号是电力故障引起的分量电流和电压信号，动作性能不受非故障状态影响，无需加振荡闭锁。工频故障分量距离保护不能反映系统振荡和故障前负荷量。其阻抗继电器只反映故障分量的工频稳态量，不反映暂态分量，性能较稳定。该继电保护技术具有较快的反应速度，阻抗继电器本身具备选相能力。
结语
总而言之，一般情况下，特高压输电线路在线路运行上是正常状态，却也会出现一些异常的情况，如果我们不能及时地进行更改和纠正，便会造成故障的现象，不仅会损伤电气设备，还会出现人员伤亡的情况，发生更严重的损失。在计算机和通信技术的飞速发展之下，为了做到安全用电，在各环节都要严格地进行控制，为满足这些要求，继电保护装置逐渐在电力系统中得以应用，它保证了电力系统的安全运行，可以维持设备进行正常工作，对电力系统有着非常重要的意义。
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论文作者:张宇,徐昕,刘明跃,许乃文
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/1
标签：故障论文; 线路论文; 技术论文; 特高压论文; 继电保护论文; 电力系统论文; 发生论文; 《电力设备》2017年第22期论文;