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摘要:我国高压直流输电线路随着电网系统的不断完善,其普及率越来越高。对于高压输电线路而言,我国现有的能源分布情况以及地貌特征为其提供了良好的发展空间。不过,高压直流输电线路运行问题发生几率比较大,这与它距离较长有关。目前,解决高压直流输电线路故障问题,提高其安全性的关键在于继电保护技术。因此,笔者将重点分析继电保护技术的理论与实施,以期对高压直流输电线路安全长久运行提供帮助。
关键词:高压直流输电线路;继电保护;电网系统
1 继电保护技术对高压直流输电线路保护的几种形式
1.1低电压保护
在高压直流输电线路中,低电压保护是常见的一种保护策略,它是通过监测电压幅值来达到保护目的的。低电压保护有两种工作方式,一种是极控低压保护,一种是线路低压保护,是一种相对比较简单的保护设计。因此,低电压保护的系统性不高,实施保护过程中反应也比较慢。
1.2行波暂态量保护
通过故障线路产生的反行波来判断高压直流输电线路是否发生故障问题的方式九尾行波暂态量保护方法。现阶段,ABB方案和SIEMENS方案是行波暂态量保护的两种主要方案。这两种方案各有优势,如SIEMENS方案抗干扰能力较好,但是保护反应速度不高,而ABB方案的保护速度很高,但是容易被干扰。所以,在对直流输电线路保护方面,ABB方案和SIEMENS方案都有一定的局限性。某些专家也曾针对行波暂态量保护的不足提出滤波技术和形态学梯技术力量,不过尚不完善,需要进一步的验证和分析。
1.3纵联电流差动保护
采用了多端电气量的纵联电流差动保护从理论方面分析是一种非常完美的保护措施。不过,受直流输电线路电容和构造的影响,当暂态消失后,纵联电流差动保才能对其故障判定开始保护,所以该保护方式对故障的确认和故障发生之间会有一个不短的时间差,如此一来,它对直流输电线路的保护是不充分的,这也是为什么纵联电流差动保护虽然灵敏度很高,但是在直流输电线路保护方面的应用与保护效果都一般。现阶段,纵联电流差动保护主要负责诊断、切除高阻故障的工作,其设计与技术还有待完善。
1.4微分欠压保护
通过检测电压微分值和电压幅度的改变情况是微分欠压保护的基本工作原理。目前,我国高压直流输电线路的主要保护措施就是微分欠压保护,此外,这种措施还是行波保护的后备措施。无论是ABB还是SIEMENS微分欠压保护方案,其工作形式没有什么大的区别,都是通过检测电压微分值和电压幅度的改变情况来实现保护目的。当行波保护没有效用时,作为后备措施的微分欠压保护就可对线路进行保护。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆不过,微分欠压保护虽然在可靠性和灵敏度方面胜过行波保护,但是它的耐电阻过渡能力较差,仍需优化。
2 高压直流输电线路继电保护的几大影响原因
2.1电磁的暂态过程
通常,高压直流输电线路的距离都会比较长,因此一旦发生问题就容易出现高频分量过大的情况,该情况在很大程度上会影响线路故障判定与故障处理工作。高频分量过大不仅会影响到半波算法的准确度,还会影响到电气测量的准确度。当种种影响综合到一起就容易引发电流互感器过渡饱和的问题,情况严重的话还会带来极大的损失。
2.2过电压
电弧一般会在高压直流输电线路出现问题的时候产生,若问题严重还会产生不消弧的情况。此外,在电容影响下,电路线路两头的开关难以及时断开,如此一来就会导致行波来回反射问题,最终使得继电保护系统无法安全、有序地运行。
2.3电容电流
高压直流输电具有自然功率小、电容大河波阻小的特征,而这些特征在很大程度上阻碍了纵联电流差动保护的进行。针对电容电流采取相应的补偿措施,让高压直流输电线路的稳定性和安全性得到一定的提高。此外,高压直流输电线路发生故障时,继电器测量和线路故障处的阻抗关系会受到线路整体电容分布的影响而发生改变,如此一来,传统的继电保护策略就容易无法起到保护作用,影响到高压直流输电线路运行的安全性。
3 有关高压直流输电线路继电保护技术的设计原则和注意事项
3.1自动重合闸
快速重合、三相重合和单相重合是高压直流输电线路自动重合闸的三种模式。每种模式都有相对应的情况,采用时需要多方考虑。例如,单项重合闸适用于电压处于正常范围的高压直流输电线路,而三相重合闸适合于实际电压大大超过正常标准的线路。所以,设计过程中必须根据高压直流输电线路的情况来确定重合闸的模式。
3.2有关高压直流输电线路的主保护和后备保护
一般而言,高压直流输电线路的主保护可分为很多种类,而且保护类型的选择必须要以实际情况为基础。设计中,设计者必须遵循一个原则:采用两种不同原理的装置。一套装置负责分相电流差动纵联保护工作,一套装置负责电压补偿纵向保护工作。这两套装置不仅原理不同,其工作渠道也不一样,其目的就是为了提高直流输电线路的稳定与安全。再者,后备保护对高压直流输电线路的稳定、安全运行也十分重要。与主保护相比,后备保护属于必要性的补充措施,设计时其保护重点多针对高阻故障,而且该装置对相间距离和接地距离有很高的要求,需要配置完善。
3.3并联电抗器保护
一般情况下,线路会在高压直流输电线路中并联电抗器出现问题时产生反应,而后自我保护装置就会运行。同时,并联电抗器在线路保护中也有一定作用,不过若是问题比较大,为降低故障的危险性,保障高压直流输电线路的安全,需要及时切断线路两端的断路器。
4 结束语
综上所述,对于高压直流输电线路安全而言,继电保护技术十分重要。不过,我国现阶段的继电保护技术还有待提高,需要不断优化。相信在未来不久,我国研究人员的研究会有很大的进展,让继电保护技术得到提升,确保高压直流输电线路的运行安全,利于我国电力长久发展。
参考文献
[1] 陈俊.特高压输电线路继电保护的原理与技术[J].科技风,2017(13).
[2] 陈伟,易资兴.高压直流输电线路继电保护技术分析[J].好家长,2017(20).
论文作者:游舟,陈娟
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签:线路论文; 高压论文; 继电保护论文; 微分论文; 故障论文; 技术论文; 电压论文; 《电力设备》2017年第30期论文;