高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)探討

何鐘原

摘 要：近年來，高壓直流輸電線路被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行領(lǐng)域，且其在應(yīng)用過程中逐漸凸顯出聯(lián)網(wǎng)便捷、線路走廊窄等優(yōu)勢(shì)條件，繼而由此緩解了傳統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行模式下逐漸凸顯出的相應(yīng)問題，并就此營(yíng)造了良好的電力系統(tǒng)運(yùn)行空間。因而在此基礎(chǔ)上，應(yīng)著重提高對(duì)此問題的重視程度，且注重強(qiáng)調(diào)在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中進(jìn)行繼電保護(hù)，由此來提高系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性。本文從高壓直流輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則分析入手，并詳細(xì)闡述了繼電保護(hù)相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：高壓；輸電線路；繼電保護(hù)

前言：在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中繼電保護(hù)裝置起著至關(guān)重要的影響作用，即關(guān)系著電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性，且就此實(shí)現(xiàn)了元件損壞、供電可靠性降低等現(xiàn)象的規(guī)避。為此，當(dāng)代電力部門在實(shí)際工作開展過程中為了降低電網(wǎng)崩潰頻率，要求其在系統(tǒng)操控過程中應(yīng)強(qiáng)調(diào)對(duì)繼電保護(hù)技術(shù)的合理化運(yùn)用，以此來對(duì)系統(tǒng)振蕩等問題進(jìn)行有效處理。以下就是對(duì)高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)的詳細(xì)闡述，望其能為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供有利的文字參考。

一、高壓直流輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)原則

繼電保護(hù)于1945年逐漸引起了人們的關(guān)注，且就當(dāng)前現(xiàn)狀來看，CSC-HVDC主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離、大容量電能傳輸領(lǐng)域，同時(shí)，其易受分布式電源接入等條件的制約，因而在高壓直流輸電線路繼電保護(hù)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重嚴(yán)格遵從以下幾個(gè)層面的設(shè)計(jì)原則：

第一，輸電線路主保護(hù)設(shè)計(jì)，即設(shè)計(jì)人員在實(shí)踐線路設(shè)計(jì)過程中應(yīng)注重綜合多樣化影響因素，并參照高壓直流電路實(shí)際情況，對(duì)輸電線路主保護(hù)進(jìn)行合理化選擇。同時(shí)，在設(shè)計(jì)過程中注重對(duì)保護(hù)裝置加以區(qū)分。例如，某電力系統(tǒng)在實(shí)踐運(yùn)行過程中為了確保運(yùn)行環(huán)境的安全性，即將第一套保護(hù)裝置、第二套保護(hù)裝置分別設(shè)定為分相電流差動(dòng)縱聯(lián)保護(hù)、相電壓補(bǔ)償縱向保護(hù)，繼而由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)繼電的高效保護(hù)。

第二，后備保護(hù)，即在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)過程中后備保護(hù)起著至關(guān)重要的影響作用，因而在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)人員在實(shí)際工作開展過程中應(yīng)注重提高對(duì)此問題的重視程度，并在電力系統(tǒng)操控過程中嚴(yán)格控制線路兩端切出故障差，同時(shí)確保接地距離保護(hù)、相間距離設(shè)備等條件的完整性，以此達(dá)到穩(wěn)定的系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)。

第三，自動(dòng)重合閘，即設(shè)計(jì)人員在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)過程中亦應(yīng)注重嚴(yán)格遵從繼電自動(dòng)重合閘設(shè)計(jì)要求，合理選用三相重合閘、單相重合閘等設(shè)計(jì)模式，繼而達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)狀態(tài)，且就此達(dá)到繼電保護(hù)設(shè)計(jì)目標(biāo)。

二、高壓直流輸電線路繼電保護(hù)關(guān)鍵技術(shù)

（一）微分欠壓保護(hù)技術(shù)

微分欠壓保護(hù)技術(shù)將電壓微分?jǐn)?shù)值、電壓幅值水平等作為支撐條件，以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)直流輸電線路的高效保護(hù)。同時(shí)，就當(dāng)前現(xiàn)狀來看，ABB、SIEMENS等微分欠壓保護(hù)形式被廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，繼而實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定性、安全性系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的營(yíng)造。此外，在微分欠壓保護(hù)技術(shù)應(yīng)用過程中逐漸凸顯出電壓微分定值、行波保護(hù)間相同的現(xiàn)象，但電壓微分上升與行波保護(hù)6ms相比，其處在延時(shí)20ms的狀態(tài)下，因而僅限于后備保護(hù)作用的發(fā)揮。另外，就微分欠壓保護(hù)應(yīng)用現(xiàn)狀來看，其1000km線路中過渡電阻僅維持在70Ω左右，因而在一定程度上呈現(xiàn)出過渡電阻能力不足的問題。為此，相關(guān)技術(shù)人員在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)著重提高對(duì)此問題的重視程度，并對(duì)其展開行之有效的處理。

（二）行波暫態(tài)量保護(hù)技術(shù)

行波暫態(tài)量保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用旨在透過電壓微分、返行波對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況及繼電故障問題進(jìn)行識(shí)別，就此來對(duì)故障問題進(jìn)行有效處理。就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，ABB、SIEMENS行波保護(hù)被應(yīng)用于行波暫態(tài)量繼電保護(hù)中，但兩種行波保護(hù)方式存在著一定的差異性，即ABB行波保護(hù)強(qiáng)調(diào)了對(duì)極波、地膜波的應(yīng)用，而SIEMENS更為注重將電壓微分作為判斷依據(jù)，同時(shí)注重將其變量維持在10ms范圍內(nèi)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)故障信息的有效識(shí)別，并在此基礎(chǔ)上提升整體識(shí)別效率。此外，兩種行波保護(hù)形式在應(yīng)用過程中亦凸顯出SIEMENS比ABB保護(hù)慢的特點(diǎn)，同時(shí)其動(dòng)作時(shí)間僅維持在18ms左右的狀態(tài)下，因而，相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行操控過程中應(yīng)著重強(qiáng)調(diào)對(duì)行波保護(hù)方式的合理化選擇，以此來達(dá)到最佳的繼電保護(hù)狀態(tài)。另外，SIEMENS行波保護(hù)方式在應(yīng)用過程中具備忍受3%干擾噪音的優(yōu)勢(shì)，為此，電力部門在高壓直流輸電線路操控過程中，應(yīng)結(jié)合線路實(shí)際情況對(duì)SIEMENS行波保護(hù)方式進(jìn)行應(yīng)用。

三、直流輸電線路保護(hù)中存在的問題

就當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，直流輸電線路保護(hù)中存在的問題主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，當(dāng)前直流線路繼電保護(hù)中仍然存在著理論不完備且可靠性較差的問題，因而在繼電保護(hù)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)提高對(duì)此問題的重視。同時(shí)，基于繼電主保護(hù)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，亦存在著故障投入時(shí)間短、缺乏依據(jù)、靈敏度較低等問題，最終影響到了電力系統(tǒng)整體運(yùn)行效率。

第二，保護(hù)種類單一且可靠性差，亦是當(dāng)前直流輸電線路保護(hù)中凸顯出的主要問題之一，為此，相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行操控過程中應(yīng)注重完善繼電保護(hù)設(shè)備，且在社會(huì)發(fā)展過程中為了營(yíng)造良好的電能供給環(huán)境，對(duì)可靠性高、實(shí)用性強(qiáng)的交流輸電線路展開推廣行為，并注重將其應(yīng)用于繼電保護(hù)領(lǐng)域，同時(shí)引進(jìn)先進(jìn)的交流線路保護(hù)思想，以此來迎合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)，規(guī)避系統(tǒng)故障現(xiàn)象的凸顯。

從以上的分析中即可看出，直流輸電線路保護(hù)中仍然存在著故障方向識(shí)別誤差、靈敏度較低等問題，為此，應(yīng)對(duì)其展開行之有效的處理。

結(jié)論：綜上可知，當(dāng)前高壓直流輸電線路在繼電保護(hù)工作開展過程中仍然存在著靈敏度低，故障投入時(shí)間短等問題，影響到了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，因而在此基礎(chǔ)上，為了滿足繼電保護(hù)需求，要求相關(guān)技術(shù)人員在對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行操控過程中應(yīng)注重強(qiáng)調(diào)對(duì)現(xiàn)代化繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用，如行波暫態(tài)量保護(hù)技術(shù)、微分欠壓保護(hù)技術(shù)等，由此來緩解傳統(tǒng)繼電保護(hù)中存在的問題，達(dá)到最佳的繼電保護(hù)狀態(tài)。

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