摘要：为了满足未来持续增长的电力需求，提高我国能源开发和利用效率，国家电网公司提出了加快建设由百万伏级交流和正负800千伏级直流系统构成的特高压电网的发展目标。特高压长距离输电线路具有输送功率大、波阻抗小、分布电容大等特点，线路上的分布电容电流会达到很高的水平，这将导致继电保护装置在某些情况下拒动、灵敏度下降等问题。本文就特高压输电线路继电保护问题进行了研究。
关键词：特高压；输电线路；继电保护
为了提高输电的经济性能，满足大容量、远距离输电的需求，电网的电压等级不断提高，建立长距离、大容量、低损耗的输电系统已经成为世界各国电网发展的必然。分相电流差动保护、工频变化量方向保护、负序方向保护等等这些应用于超高压线路的传统保护原理先进、性能优良，工作人员积累了丰富的运行经验。但是应用到1000kV特高压长线路上，这些保护原理会出现什么样的问题、性能是否能够满足要求都需要详细论证并加以改进。
一、特高压输电线路电流纵联差动保护原理
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。实现电流差动保护的原理，需要从以下两个方面研究：
1.电容电流补偿方法
电容电流补偿方法的实现，主要是利用超高压输电线路中的参数设置要求，根据不同的线路等级、在不同的线路两端将其存在的电流电容进行删减，得到的数据结果便能后满足基尔霍夫第一定律，这种方法同样也是实现纵联差动保护的基本原理。对于电流电容补偿方法来说，通常包括全补偿和半补偿两种基本的方式。两种补偿方法在理论上都能实现，主要是根据线路运行的需要来确定采用全补偿方式还是采用半补偿方式。
2.差动保护新原理
虽然补偿法在一定程度上能增强超高压电路运行的运行性，但是对于有些故障判断仍然存在着一些无法发现的忙点，针对这一问题，便提出了关于差动保护的新原理，该保护原理具有较高的耐受性，而且不是受到电容电流的影响，针对超高压线路继电保护具有更强的针对性。
在差动保护新原理中，主要应用的是贝瑞隆模型，其是建立在电磁传播过程上的一种输电线路模型，能够通过详细的计算，获得电路系统的参数元件以及分布特点，而且能够在短时间内获得数据计算结果，且精确度较高。利用贝瑞隆模型对超高压输电线路进行故障计算时，将电流电容的分布以及产生的影响进行了综合的考虑，因此能够将模型与保护原理进行有机的结合，从而获得良好的保护状态。与普通输电线路的差动原理相比，这种基于贝瑞隆模型的差动保护新原理是通过同测量的方式实现的，所以其可以不受到电流电容分布的影响，也不需要对补偿电流进行额外的结算，能够缩短保护动作的时间，提高继电保护的效率。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆随着通信技术的不断发展，对于差动保护新原理也在不断的细化和改进，对于继电保护的故障动作的灵敏度也在不断的提高，相比普通输电线路的保护动作，能够实现对故障动作的有效判断以及特高压输电线路上产生的电流电容分布情况的核算，因此对于特高压输电线路来说，能够实现在节约故障判断时间的同时，提高故障判断结果的准确性，从而提高保护动作的效率，实现超高压输电线路的稳定运行。
二、特高压输电线路其他保护原理
1.距离保护
在电力系统运行的过程中，距离保护可以说是其继电保护功能中应用的最为广泛的一种保护措施，尤其是对于超高压输电线路来说，通过距离保护能够为其提供稳定的保障，也可以通过其与纵联保护联合，实现对超高压输电线路的保护。
由于特高压输电线路本身具有线路长、距离远的特点，因此如果发生故障，则其产生的波动与障碍点的距离，将与该故障点与保护安装的距离成反比，这对于原有的继电保护原理是不符合的，这也使得继电保护的功能受到极大的影响，无法有效的实现对超高压电路的有效保护。因此，越来越多的研究人员将研究工作的中心，定位在如何避免电流的影响而保证继电保护的有效运行。近年来，关于特高压输电线路的分布参数特征的研究文献越来越多，对于故障距离的曲线特征关系的计算方法也不断的改进与创新。在特高压输电线路的运行中，如果有较大的电流通过就可能对电路本身的抗阻元件产生不同程度的影响，针对这一现象，可以通过电容电流相量补偿的方式进行表述，因为处在补偿状态的电容电流，是不能对暂态量同时进行补偿，这与超高压输电线路继电保护的要求是完全相符的。对于距离继电保护的问题，其关键在于对参数的额选择，如果在选择参数时对电阻和负荷电流进行充分考虑，就能通过有效的运转达到保护的作用。如果特高压输电线路通常在并联和不带并联两种方式下运行，这时继电保护的测量组织与线路长度就形成一定的正比关系，通过对该比例关系的计算，便能够获得有效的保护距离。
2.行波保护
特高压输电线路的建设通常是以国家统一电网建设的形式或者是联合建设的方式存在，因此其本身的运行对于继电保护的要求也很高。通常对于保护动作的速度和时间上有着较高的要求，一般动作时间要在20ms之内，而两端切断的时间应该在40-50ms之内。在传统的继电保护模式下，由于其运行是建立在距离保护和高频保护的基础之上，所以为了保证动作的有效性，通常需要通过一定的延时将暂态过程消除之后，才开启必要的保护，这种保护虽然正确性极高，但是也延长了保护的时间。利用故障暂态分量的行波保护方法，则能有效的消除由于暂态过程存在所产生的不利影响，因此从其保护原理方面来说，其能够在更短的时间内形成保护动作，极大的保证了保护动作的有效性。
结束语
特高压电网的电压等级高、覆盖范围大，一旦发生自然或人为故障，若不能及时有效控制，就会失去稳定运行，使电网瓦解，将酿成大面积停电，给社会带来灾难性的后果。因此，如何保证特高压电网的安全稳定运行就成为电力工作者需要重视的首要问题。随着我国电力需求的激增，发展特高压输电技术，实现电网晋级式飞跃，是保障电力发展的必要举措，特高压输电线路将会成为骨干性电力网络构架，可以实现资源配置均衡，有利于可再生能源的集约化开发，可以优化配置，所以研究特高压输电线路继电保护问题是我国电网改造必由之路，应加强其实践力度。
参考文献
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[3] 薛士敏.特高压输电线路方向纵联保护[D].天津大学，2008.
论文作者:李士强,闫浩,郑茜,潘传训,邵洪涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/6
标签：线路论文; 电流论文; 特高压论文; 电容论文; 继电保护论文; 原理论文; 故障论文; 《电力设备》2017年第26期论文;