特高压输电线路继电保护特殊问题的研究李权

特高压输电线路继电保护特殊问题的研究李权

李权刘嘉琦许乃文边江

（辽宁省送变电工程有限公司辽宁沈阳110021）

摘要：如今我国电力系统发展不断壮大，在很多地区中设置了特高压输电线路和系统，这对于更好的保障电力系统以及经济的提升有重要的发展意义。如今我国电网工程建设中特高压输电线路成为了其最为主要的网架结构，其具备非常低的能量损耗，同时能够传输的距离很长，其所能够达到的电容电流都相应有所提升，这对于继电保护产生一定的影响，因此需要对如何保证特高压输电线路中的继电保护工作进行探讨，以避免发生其他的故障问题。

关键字：特高压输电线路；继电保护；特殊问题

1特高压输电线路的特点

我们在对特高压输电线路进行研究之前要先把特高压输电线路的特点搞清楚，这样我们才能在研究的过程中顺利进行，保证研究过程的安全，下面我们就来具体谈谈特高压输电线路的特点。

1.1分布电容电流

我们很多人都知道这个道理：高压长线的分布电容会导致对地电容的增加。这个现象对一般电线的影响不大，但是随着电线电压不断升高，这个影响就很明显了。我们的特高压输电线路中的电容电流会使得输电线路中的电流、电压和相位产生很大的变动，这样对我们的特高压输电线路来说影响是很大的。

1.2非周期分量

当电路产生故障或者是操作等暂态情况下的时候会形成衰减的非周期变量，产生这个现象的原因就是线路中的电压不能够产生突变导致的。具体的表现就是会形成持续时间较长、分量幅值较大，并且具有衰减性质的低频电流分量。这个现象的产生对电流传输有很大影响，这会在很大程度上影响电流差动保护工作的可靠性和灵敏性，对特高压输电线路的继电保护产生一定的影响。

1.3过渡电阻

特高电压输电线路中的过渡电阻的阻值高达600欧，这样特高压输电线路中的末端出现故障流经电阻的时候，零序电流较大。零序电流较小或者没有的时候我们就很难判断输电线路是否处于正常状态或者是正常接地，所以过度电阻在特高压输电线路中的作用还是很明显的，也是影响特高压输电线路很重要的因素。

2继电保护原理与技术

2.1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。

2.2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。

2.3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。

2.4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。

2.5负序方向纵联保护技术

由于负序分量存在于故障的全过程中，可以对不对称故障发生的全过程进行可靠反应，不受系统振荡的影响。但该继电保护技术的灵敏度受系统运行方式和线路换位情况影响，不能对三相短路故障进行可靠反应。可以为负序功率方向元件加配正序故障分量方向元件，或相电流电压突变量方向元件，对三相短路进行专门反应。如此一来就是一种较为完善的纵联保护，这种继电保护技术的理论和实践较为成熟，但是不能作为特高压输电线路的主保护。

3继电保护的策略

3.1特高压输电线继电保护配置

与以往的高压线路不同，对于特高压输电线路中的继电保护工作主要是通过对于电压不产生任何的影响作为主要的任务，然后对整个电力系统能够健康稳定的运行起到更好的保障作用。从特高压系统中的线路来看，相关的设备对于电压的承担力度都很小，因此如果发生故障，主设备发生了电阻过大导致故障，那么整个系统将会无法正常运行，最终对电力系统经济运行产生很大的影响。

3.2纵联距离保护

纵联距离保护工作是通过对于元件发生的动作以及线路中两侧位置发生故障的方向进行判断的，通过这些信息实现对线路故障位置的判定。如果故障是发生在内部位置，那么线路两侧故障方向也就可以确定是正方向上的，如果是外部发生了故障，那么线路两侧中有一个方向发生了反方向变化。纵联距离波保护工作实现了基本条件和基础就是通过对方向的确定来实现的，然后对发生的对称或是不对称故障进行反应，保证对线路可靠性的保护工作，实现对回路断线故障的闭锁效果，对运行过程的保护通过这种方式实现，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

纵联电流差动保护工作是通过对两侧中的电流相位进行比较，然后通过选择性的方式来实现对其保护共工作。一旦设备发生故障，那么如果线路两侧中发生的电流相位是一致的，可以选择保护被闭锁，如果发生相反的情况，那么就是可以判断为保护跳闸动作。这种保护技术所体现出来的最大优势就是装置简单，同时对发生的对称故障以及不对称故障都能够实现保护和反应效果，同时不会受到相应因素的影响，能够在重合闸无论是非全相还是全相状态下都能够完成继电保护工作，当然此技术的实现还需要两侧保护的联跳来实现，若信道停止使用，那么保护运行保护就要退出，因此要具备后备保护的措施。

3.4自动重合闸

通过相关研究的说明以及一些文献来看，对于电压完成计算后，对于重合闸是否需要启动才能够进行确定，如果需要应用重合闸，也需要将其在不能够正常使用时如何对故障进行切除等措施提前进行计算和探讨，因为在特高压输电线路中发生故障时需要提供一定的反应时间，因此要最快速度的启动重合闸，实现在最短时间中保护动作的完成，另外要注意检查重合闸是否正常。

结语

经济的发展使用电量不断增加，为解决供电不稳定的问题，就需要利用特高压输电线路来进行电力供应。我国特高压输电线路还处于发展阶段，相关工作人员在电路输送过程中要善于借鉴其他国家的先进的技术，不断提高我国特高压输电线路继电保护的技术水平，促进我国电力事业的发展。

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,2012.

[2]张波.特高压输电线路继电保护原理与技术研究[D].浙江大学,2013.

[3]申志成.特高压输电线路继电保护问题的研究[D].华北电力大学（北京）,2016.