特高压输电线路继电保护特殊问题的研究

特高压输电线路继电保护特殊问题的研究

白文涛

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司输电管理处内蒙古自治区锡林郭勒盟锡林浩特市 026000

摘要：特高压输电技术的发展与应用是保障电力系统与社会经济协调发展的关键，特高压输电线路正逐渐成为我国电网的骨干网架。特高压输电线路具有距离长、损耗低等特点。与超高压输电线路相比，特高压线路的导线直径、阻抗角、传输功率、相间电容、线路电容电流都有所增大，阻抗有所下降，这都对继电保护产生较大影响，因此，有必要对特高压输电线路的继电保护原理和技术进行专门研究。

关键词：特高压线路；继电保护；策略

我国的特高压输电线路继电保护还与不同地方的环境,用电状况,建筑设施和经济负担等有重要联系,在建立模型进行特高压输电线路继电保护问题解决时要结合实际情况进行深入研究,才能利用特高压输电线路继电保护的原理进行相关措施的落实,为特高压输电线路的发展和继电保护策略的创新打下良好的基础。

一、特高压输电线路的特点分析

高压输电线路具有自身的特殊性，它使用的线路方式是八分裂导线。该导线不仅具有较大的空间结构，而且还具有更高的分布电容，在很大程度上减少了电路表面损失。相对于一般输电线路而言，特高压输电线路在高效率的基础上，还进一步降低了成本。但值得注意的是，特高压输电线路的使用历史并不长，目前我国只是在一些地区实行试点工程，还没有大范围地使用，所以需要先分析其在应用过程中存在哪些技术问题，才能为以后的大范围使用提供保障。首先，分析分布电容电流。一般来说，当处于一般高压线路的时候，分布电容不会对其他产生影响，但当电力增大到一定程度后，电容电流会对输电线路产生一定的影响，有可能导致电压值畸变等。其次，分析非周期分量。当实施暂态操作后，线路电压将不能发生变化，因此将会呈现一定的非周期变量，通常呈现胡衰减性质，而且持续时间相对比较长，对线路的可靠性与灵敏度有一定的影响。最后，分析过渡电阻。在应用特高压输电线路的情况下，过渡电阻将会达到600 Ω，此时零序电流将会变大，而零序电压则降低，极有可能变为零。在零序电压过小的情况下，不仅不能准确判断线路的状态，而且也不能准确地区分零序方向保护，从而导致零序方向保护不能正常运行。

当然，特高压输电线路在需要满足继电保护灵敏性、速动性要求的基础上，还需要满足选择性、可靠性的要求，这些都是最基本的继电保护要素。除此之外，还需要保证不同保护作用具有良好的自由性与冗余度，确保线路发生故障之后，能够及时反应并启动备用设备，分析故障的具体原因，从而采取对应的方法及时解决，避免电路出现更严重的故障。

二、特高压输电线路继电保护中出现的问题

基于对特高压输电线路继电保护问题概况的了解,可以发现我国相关研究并不成熟和完善,与发达国家相比还有很大的差距,所以需要在现阶段特高压输电线路继电保护运行过程中找出差距和发现问题,才能在未来对这些问题采取针对性策略加以处理和解决。根据特高压输电线路继电保护的工作原理,结合其电压等级高和线路自然功率大的特点,就能知道特高压输电线路继电保护问题主要表现在过电压水平过高和电容电流大小得不到保证这两个方面。尽管特高压输电线路在运行过程中为社会建设带来了电力供应安全可靠的好处,但是也使得继电保护装置出现了拒动和灵敏度下降等问题,使得特高压输电线路继电保护问题越来越严重甚至威胁到了用电客户的人身安全,所以针对这些特殊问题进行深入分析就成为了解决特高压输电线路继电保护问题的必要工作。

2.1 降低绝缘费用和过电压水平

当前阶段特高压输电线路继电保护问题产生的一个重要原因就是电压等级升高,绝缘费的比例也在大幅度增高,所以在特高压输电线路继电保护过程中降低过电压水平就成为了当前工作的一大重点。正是因为在进行特高压输电线路继电保护时必然会产生过电压,所以保证绝缘子不受破坏的提高绝缘水平,配置合理的避雷器,增设并联电抗器,设置合理的保护动作顺序等就成为了解决该问题时值得尝试的措施。

2.2 在电容电流下实现继电保护

特高压输电线路继电保护的另一个问题是电容电流过高,在长距离和电压等级高的特高压输电线路继电保护中比较常见,需要另辟蹊径进行差动保护。尽管我国500kV输电线路运行质量高而且切断故障及时,但是在长距离特高压输电线路继电保护性却会出现问题。

三、继电保护原理与技术

3.1纵联保护技术

纵联保护的原理是发生线路故障时，使线路两侧发生纵向联系，进行信息交换，作为故障排查的判断依据，并有选择的快速切出全线故障的继电保护技术。其中，判断依据是线路两侧判别量的特定关系，通过判别量的交换和与本侧判别量的对照分析，对故障发生位置进行判断，区分区内故障和区外故障。纵联保护的主要方式包括锁闭式、允许式纵联距离保护和纵联电流差动保护等。

3.2纵联距离保护技术

纵联距离保护根据方向判别元件动作情况对线路两侧的故障方向进行比较，判断线路故障的发生位置。如果是内部故障，则线路两侧的故障方向都是正方向。如果是外部故障，则必定有一侧的故障方向是反方向。纵联距离保护发挥作用的基本条件是具有明确的方向性，能够对各种对称和不对称故障作出快速反应，能够对本线路全长进行可靠保护，并且能够对系统振动或二次回路断线采取闭锁措施。这种保护方式不受系统运行方式的变化所影响，并且能够根据不同的线路情况采用相应的动作特性。

3.3纵联电流差动保护技术

纵联差动保护技术通过对线路两侧电流相位进行比较，选择保护行为。若故障线路两侧电流的相位相同，则保护被闭锁，若相反，则保护动作跳闸。纵联差动保护技术的优势特点是装置简单，对全相状态中的对称故障和不对称故障都能作出反应，而且不受系统振荡、回路断线影响，能够在非全相状态和单相重合闸过程中继续提供继电保护。但是该保护技术对信道有较高要求，需要实现两侧保护的联跳。若信道停止使用，该保护会退出运行，所以需要采取后备保护措施。

3.4分相电流差动纵联保护技术

分相差动纵联保护技术的优势在于该保护技术拥有绝对选择性，在一般输电线路中，是一种较为理想的保护方式。其保护原理以基尔霍夫电流定律为基础，不受系统振荡、运行方式影响，过渡电阻对其影响也较小，且本身具备选相功能。但是在特高压输电线路中，发生区外故障时，两端电流受分布电容电流的影响较大，会影响其正常工作，所以需要采取补偿措施，尤其是补偿暂态电容电流算法。如果没有补偿措施，该保护技术不适合在特高压输电线路中使用。

结语：

为了迎合当前阶段城市建设中建筑工程对特高压输电线路安全和质量要求越来越高的趋势,满足人们生产生活对于特高压输电线路继电保护的要求,就需要针对特高压输电线路继电保护中出现的问题,并且结合现阶段我国特高压输电线路继电保护的发展概况和国外先进技术与经验,对特高压输电线路继电保护的创新策略进行试验和应用,从而可以为实际工作总结经验和教训,在电力行业和供电企业中特高压输电线路继电保护问题的解决做好铺垫。

参考文献：

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［2］康骥.输电线路继电保护问题研究［J］.企业技术开发，2013，07（21）：208-210.

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