摘要：本文主要针对特高压输电线路计算功率法差动保护展开分析，思考了特高压输电线路计算功率法差动保护的基本的要求和内容，并对如何更好的进行特高压输电线路计算功率法差动保护进行了分析，提出了具体的方案，可供今后参考。
关键词：特高压输电线路；计算功率法；差动保护
在特高压输电线路计算功率法差动保护方面，我们要更加清楚保护的要求，从而实现特高压输电线路计算功率法差动保护的最优方案，本文针对特高压输电线路计算功率法差动保护的具体的内容和措施进行了总结。
1、线路保护所使用设备的基本原理以及现状
高压输电线路纵联差动保护的主要实现途径，是以基尔霍夫第一定律为基本的理论指导，实现对电路两端进行保护的过程。纵联差动保护具有的显著特点就是其对故障信息的提取能力较强，而且不会受到外力因素的影响，从而保证电力系统的运行不受影响，在这种情况下，能够通过快速的保护动作对故障做出判断，不想要经历较大的电阻便可以实现对输电线路的保护。随着电力系统的不断发展与完善，通信技术在电力系统中的应用日渐广泛，不仅有效的降低线路运行的成本，同时也提高了电力系统的智能化。对于特高压输电线路来说，其能够将以往分布电容所产生的影响进行忽略，因为分布电容式电流精度测量的一个主要因素，同时对于存在电流电容的两端线路会产生不同程度的影响，所以一旦形成分布电容，则对系统故障判断的灵敏性和准确性将会受到极大的影响，因此，必须要加强对电流纵联差动保护的控制。根据基尔霍夫电流定律，当变压器正常工作或在区外发生故障时，流入变压器的电流和流出电流相等，差动继电器不动作。在绕组变压器的两侧均装设电流互感器，其二次侧则按循环电流法接线，即如果两侧电流互感器的同极性端都朝向母线侧，则将同极性端子项链，并在两接线质监并联介入电流继电器。在继电器线圈中流过的电流是两侧电流互感器的二次电流之差，也就是说差动继电器是接在差动回路。
目前，我国所使用的220kV及以上高压输电系统中，保护系统能够做到在系统中发生任何一点故障都能及时切断电源，从而保证了电力系统的稳定运行。在这套系统中，依旧需要采用纵联保护原理才能完成系统的建立，其原理就是利用微波或管线通道将4条纵联线路中含有数字信号以及数字光纤信号的电流瞬时传送到处理器当中。而进行超高压长距离输电输电线的原理则是采用纵联保护，能够避免使用中所出现的各种问题。
除此之外，世界上许多国家都致力于研究光电流互感器，旨在将其开发为系统数据采集的主要设备。因为电力系统中存在许多电压较强的环节，而电子设备在这样的高压电流环境的运行下极易受到干扰并遭到损坏，在这样的背景下，光电学以及光纤技术应运而生，在这项系统中所使用的光纤技术能够有效解决电子设备在高压电周围难以运行的问题。系统中所使用的光电流互感器是按照法拉第磁光学所完成的，这类设备具有极强的抗干扰能力，有更高的运行稳定性，保证电力系统能够在安全稳定的状态下运行。
数字电流差动保护系统是在一条线路的两端接装电流互感器，通过两端对电流的测定，计算出线路两端的电流差，从而判断是否对其采用保护动作。在这项系统中，对继电保护装置各个端口的电流信息了解十分重要，通常情况下，想要对差动电流的信息进行判定，只需要了解各个端口上的电流数值即可，但如果想要提高判断的精确性，除了将信号中加入采样值以及向量值以外，还可以加入状态信息以及控制命令来对精准度进行提高。
就目前来说，为了满足系统中进行测量以及保护和控制的要求，在室外变电站所使用的设备都需要将电压、电流信息通过控制电缆引入到控制室中。在铺设电缆时需要使用大量的电缆作为系统安装原料，需要消耗大量的人力和物力，而且由于电缆相互之间所产生的电磁干扰十分严重，所以，其测量精确度极低。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2、特高压输电线路计算功率法差动保护技术
根据中国能源和用电负荷的分布特点,特高压交直流输电技术已得到发展应用。2009年1月16日投运的1000kV晋东南—南阳—荆门特高压交流输电线路试验示范工程,是中国特高压输电工程一个新的里程碑。
分相式电流差动保护原理简单、灵敏度高,能适应系统振荡和非全相等各种复杂的运行状态,适合各种拓扑结构的电力网络,具有天然的选相能力。随着电力系统光纤通道的敷设,数字通信通道问题得到了很好的解决,分相式电流差动保护已经成为了220kV及以上输电线路必须配置的主保护。
特高压输电线路具有线路自然功率大、波阻抗小等特点,其分布电容电流将达到很高的水平,这个电容电流对继电保护的影响是特高压继电保护面临的主要问题之一。目前,解决分布电容电流对电流差动保护影响的方法主要有2种：
2.1软件补偿电容电流。保护装置根据输电线路参数,在软件算法上对分布电容电流进行补偿,除了工程实际中常用的基于相量的工频电容电流补偿外,还有贝瑞隆线路模型法补偿、П型模型时域电容电流补偿、分布参数模型补偿等方法。除了部分算法要求采样频率高、计算量大外,这些补偿算法还有一个共同的缺点,就是要求精确的线路参数,才能得到准确的补偿效果。而线路参数受运行环境、温度、杆塔参数、三相换位等条件的影响,很难得到精确值。
2.2采用新的差动保护原理。为了解决分布电容电流对电流差动保护的影响,许多学者尝试提出基于新原理的差动保护。有学者提出了计算线路两端有功功率、无功功率差的功率差动保护算法,较好地解决了两侧数据采样失步的问题。但是为了识别各种故障类型(尤其是三相短路和金属性故障),有功功率差动必须和无功功率差动结合起来,而且为了解决无功功率的波动,还必须结合无功功率的变化率来判断,保护算法较为繁琐。部分学者是针对有功和无功阈值整定,但这些阈值的整定值和被保护线路的参数密切相关,计算复杂。同时，他们根据线路的分布参数模型,从线路两端的电压电流推算到线路任一点的两侧电流,从而计算出差动电流和制动电流,形成电流差动保护,计算复杂,需要线路的精确分布参数,对电流推算点的选择也有一定的要求。有专家在假设故障点电压等于故障前的电压、线路两端保护安装处的电压相量和的相位等于故障点电压相位的基础上,提出了基于电阻性分量的电流差动保护,但这2个假设前提只是在特殊条件下才会成立,影响了其普遍适用性。为了适应各种故障,电阻性差流判据必须和全电流判据结合起来。有学者提出了基于故障分量综合阻抗的输电线路纵联保护原理,对两侧采样同步要求不高,通过计算故障分量综合阻抗的幅值和相角,来区分被保护线路上是否发生了故障。该文中的仿真算例全是靠综合阻抗的相角来判断区内故障的相别,对区外故障没有进行仿真。有专家针对在区外故障时受线路充电电容影响大和区内故障时健全相受相间电容影响大的不足,提出了故障分量综合阻抗改进计算方法。但这一改进的故障分量综合阻抗包含了线路充电电容,因而要受线路充电电容的影响。
3、结束语
综上所述，本文对特高压输电线路计算功率法差动保护的具体的内容和方法进行了分析，并对其中的关键点进行了研究，希望可以为今后的特高压输电线路计算功率法差动保护工作提供参考。
参考文献：
[1]阎俏.特高压输电线路继电保护问题研究[D].山东大学，2018（10）.35
[2]刘浩芳.特高压输电线路保护新原理及自适应重合闸技术的研究[D].华北电力大学（河北），2017.95
[3]薛士敏.特高压输电线路方向纵联保护[D].天津大学，2018.89
论文作者:刘昊鹏,张帅,徐奎公
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
标签：电流论文; 线路论文; 差动论文; 功率论文; 故障论文; 电容论文; 特高压论文; 《电力设备》2018年第28期论文;