(西华大学 电气工程及其自动化)
摘要：电网的发展最主要是超高压电压等级的输电网方向发展。高压输电是电力系统中至关重要的一部分，而高压保护装置则是高压输电的关键，保护装置的正确动作与否直接关系到整个电力系统的安全运行。输电技术的不断进步，保护措施更加完善，将会促进不断建设更多的高电压输电网，甚至向超高电压等级的电网迈进，以更大容量的电力输送到更远距离的负荷中心。
关键词：高电压 输电保护 阶段式保护 纵联保护
超高压输电是提高我国能源开发和利用效率的基本途径。同时，我国生产力发展水平的地区差异巨大，能源分布严重不均，能源需求主要集中在中东部发达地区，而用于发电的能源则多在西北部地区。这种状况决定了能源要在国内实行优化配置，、实现煤电水电的大规模开发，就必须建设高压输电网实现跨地区跨流域进行东电西送。建设好高压电网只是第一步，接下来的核心则是面向高压输电的保护，减少电路的损耗。
超高压输电路保护的特点：往往超高压输电均是远距离的即线路很长，需要采用分布参数进行描述，并且超高压线路架线过程会地形陡峭的山区和植物茂密的野外，造成许多不便，单相接地故障时其接地电阻很高，分布电容电流也不可忽略，它会影响差动保护的正确性，距离保护的动作范围和故障测距的精度。同时为了提高输送容量，还串联了电容和并联电抗，但导致了故障暂态过程中的谐波含量很高，成分复杂，同时线路的衰减常数较大。超高压电路的线路负荷往往很重，要考虑系统震荡的影响，而且超高压线路要求全线故障的瞬时切除，必须设计对线路全长的纵联保护。
目前，直接采用的主要有两种类型的保护：阶段式保护和纵联保护。通常对于电流保护、距离保护等反应单端电气量特征的保护原理，为了实现选择性，通常采用的是阶段式的保护再配合办法实现选择性跳闸。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这可能主要是因为这类保护的故障特征量在故障边界外的变化是连续的，即在本线路的末端和相邻线路出口故障时特征量的量值是连续变化的，因而从技术上无法严格界定区内、外保障。这就造成了在边界附近故障时，继电保护无法单纯依靠启动定值保证选择性。所以为了解决这一问题，电路保护者采用了阶段式的配合思想。
阶段式保护主要分为三个阶段。保护阶段1是优先保证选择性并且考虑近端故障的快速切除，为了达到这个目的，第一段的启动定值的确定原则本质上是缩小了保护范围，继而确定这段动作时故障点一定在区内，正是由于具有这个特性，第一段不需要延时，虽然由于启动定值上保证了选择性，实现了快速跳闸，但是它牺牲了保护的灵敏性，并且就第一段并不能保护线路全长，就并不能满足保护范围全覆盖的原则。因此我们还必须考虑当末端故障时任然要有保护切除故障，这就引出了我们保护的第二段。第二段的功能就是必须能反应保护区内的所有故障，覆盖线路全长。所以为了能够达到这个目的，第二段的保护范围就必须延伸到相邻线路的内部，从而而定义这个阶段的启动定值。但是同时考虑就会出现一个问题，相邻出口故障时，第二段线路和邻线路第一段存在竞争跳闸的问题。为了这个问题下的选择性，本线路采用了延时，因此第二段保护的选择性是依靠了启动定值和延时两个因素实现，通过适当提高灵敏性降低速动性，从而实现选择性跳闸的。但是线路保护光靠这两个阶段是远远不够的，从保护可靠性的角度下，又添加了阶段三，作为后备保护。保护段三主要要求是具备足够的灵敏性，就是只要有电网故障，我们的保护都能感受到，所以阶段三是依靠可靠返回来确定启动定值的，从而正常运行。但是这样确定的的启动定值本身是不具备选择性的，所以说这段本身是无法确定故障位置的，完全是依靠动作时间这一因素的逐级配合实现选择性的，总之保护段三是优先保证灵敏性牺牲速动性来实现选择性跳闸的。而保护段一配合灵敏度不足时，应该考虑和邻线二配合，保护段二通过适当提高灵敏性适当降低实现选择性跳闸的。
纵连式保护是指对反应线路两侧电量的保护，线路故障时两侧开关同时快速跳闸。但是普通的纵联保护一侧电量的保护不能做到全线速动。所以现在大多都用采用纵联差动。纵联差动是直接将两侧的电流的相位信息互相传送交换，每侧保护对两侧电流相位进行比较，从而判断出区内外故障。目前电力系统中运行对这类保护主要介绍一下高频保护。高频保护主要分为方向高频保护和相差高频保护。而高频保护的工作原理：它是将两端的电流相位或功率方向均转化为高频信号，再利用输电线路本身来构成高频电流通道，然后将这个信号送到对端，来比较两端电流的相位或者功率方向的输电线路保护装置。方向高频保护是区别线路两端各自看到的故障方向依据方向的不同来做出判断，到底是线路内部故障还是外部故障所导致的结果。如果将以被保护线路内部发生故障时看到的故障方向作为正方向的话，那么当保护线路外部故障时，那一侧看到的则是反方向。 其特点是：要求通过正方向判别的启动元件对于线路末端发生故障要有足够的灵敏度，因此必须采用双频制的收发信机。而相差高频保护则是通过比较被保护输电线路两侧的电流相位的不同来实行保护的。如果两侧的故障电流的相位相同时，这个线路保护的保护动作或者是说选择性将会被闭锁，这个时候可以反应全相位状态下的各种对称和不对称故障，不能反应系统的震荡；在非全相位运行的状态下或者是单相重合过程中线路保护是不会被限制的，也不会被电压回路断线所影响。
建设超高压电网是电力工业技术创新的重大举措，而我们研究输电线路保护则是为了更好地保证超高压电网的发展与应用，作为一名电气工程的学生，我们更应该努力学好专业知识，解决更多的电网问题，为我国的电网发展领域这项崭新的事业贡献出自己的一份力，使我国电力科技水平再上一个新阶层。
参考文献：
1：刘振亚、《特高压电网》、中国经济出版社、2005-1-1
2：万千云、《电力系统运行实用技术问答 第二版》、中国电力出版社、2005-10-01
3：张全元、《变电运行现场技术问答》、中国电力出版社、2003-07-01
4：陈金玉、《继电保护》、中国电力出版社、2006-4-1
论文作者:吕天竺
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/12
标签：故障论文; 线路论文; 选择性论文; 相位论文; 电网论文; 电流论文; 方向论文; 《电力设备》2017年第30期论文;