（杭州协东电力设计有限公司 浙江杭州 310005）
摘要：高压直流输电近年来在世界上得到了迅速的发展，到目前为止，总容量达50GW左右。其中，在我国相继建成了100kV舟山海底电缆送电工程、500kV葛上直流输电工程、500kV天广直流输电工程，以及正在建设的三峡直流输电工程。因此，如何提高直流线路运行的安全性与可靠性已成为迫切需要解决的问题，而高压直流线路保护则是直流线路安全稳定运行的基本保障，因此，有必要对高压直流输电线路继电保护技术的详进行阐述，望其能为电力系统的稳定运行提供参考价值。
关键词：高压；直流输电线路；继电保护；技术
1高压直流输电线路继电保护现存问题
从保护原理上来说，现有的直流输电继电保护方案可靠性低、理论不完善；在主保护方面体现在灵敏度差、故障投入时间过短、缺乏整体依据、采样率要求过高；在后备保护方面，主要体现在保护速度较慢，低电压保护时由于依据缺乏，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影响高压直流输电线路继电保护的主要因素
2.1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。
2.2电磁的暂态过程
由于高压直流输电的线路一般都会具有相对较长的距离，所以在其发生故障时往往都会出现高频分量过大的情况，这样就给故障的诊断和处理造成了较大的困难。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。
2.3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。另外，由于受到整个线路电容分布的影响，在高压直流输电线路出现问题时，故障发生所在与继电器测量的阻抗之间的关系也会随之发生变化，这样传统的继电保护措施很有可能会失去作用，难以对高压直流输电线路形成应有的保护。
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3高压直流输电线路继电保护设计原则
继电保护于1945年逐渐引起了人们的关注，就当前现状来看，CSC-HVDC主要应用于远距离、大容量电能传输领域，同时，其容易受分布式电源接入等条件的制约，因此在高压直流输电线路继电保护设计过程中，应该要严格遵从以下几个层面的设计原则：
第一，输电线路主保护设计，即设计人员在实践线路设计过程中应注重综合多样化影响因素，并参照高压直流电路实际情况，对输电线路主保护进行合理化选择。同时，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。
第二，后备保护，即在继电保护设计过程中后备保护起着至关重要的影响作用，所以在此基础上，设计人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
4.2微分电压保护
微分电压保护作为一种继电保护技术，兼具主保护和后备保护的功能，现阶段，行波保护中无论是SIEMENS方案还是ABB方案的检测对象都是电压水平和电压微分，而SIEMENS方案的上升延时较长，往往起不到后备保护的作用，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。
4.3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，当前高压直流输电线路在继电保护工作开展过程中仍然存在着灵敏度低、故障投入时间短等问题，影响了电力系统运行的稳定性，所以在此基础上，为了满足继电保护需求，要求相关技术人员在对电力系统进行操控过程中，应注重强调对现代化继电保护技术的应用，由此来缓解传统继电保护中存在的问题，达到最佳的继电保护状态。
参考文献：
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[2]晓雷，谭桂华.高压直流输电线路继电保护技术的应用分析[J].华东科技：学术版，2013.
[3]高压直流输电线路保护的探讨[J].艾琳，陈为化.继电器.2004（04）
作者介绍：
许明智（1982.08.16-）；性别：男；籍贯：安徽砀山；民族：汉族；学历：本科；职称：助理工程师；职务：电气二次设计工程师；单位名称：杭州协东电力设计有限公司
论文作者:许明智
论文发表刊物:《河南电力》2018年2期
论文发表时间:2018/6/11
标签：线路论文; 继电保护论文; 高压论文; 过程中论文; 故障论文; 电压论文; 方案论文; 《河南电力》2018年2期论文;