特高壓輸電線路繼電保護(hù)特殊問題的研究

王林夢 朱宗超

摘要：現(xiàn)如今隨著我國電力系統(tǒng)發(fā)展不斷發(fā)展壯大，在很多的地區(qū)中都設(shè)置了特高壓輸電線路和電力系統(tǒng)，這對(duì)于更好的保障電力系統(tǒng)和發(fā)展經(jīng)濟(jì)有重要的意義?，F(xiàn)如今我國電網(wǎng)工程建設(shè)中特高壓輸電線路成為其中最為主要的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)形式，其具備非常低的能量損耗，同時(shí)能夠傳輸?shù)木嚯x非常長，其所能夠達(dá)到的電容電流都會(huì)相應(yīng)有所提升，這會(huì)對(duì)繼電保護(hù)產(chǎn)生一定程度的影響，因此本人需要對(duì)如何保證特高壓輸電線路中的繼電保護(hù)工作進(jìn)行探討，以避免發(fā)生其他類似的故障問題，更好的維護(hù)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

關(guān)鍵字：特高壓輸電線路;電力系統(tǒng);繼電保護(hù);特殊問題

1.繼電保護(hù)原理與技術(shù)

1.1縱聯(lián)保護(hù)技術(shù)

縱聯(lián)保護(hù)的原理：縱聯(lián)保護(hù)的原理是發(fā)生線路故障時(shí)，使線路的兩側(cè)發(fā)生縱向聯(lián)系，進(jìn)行信息交換，把其作為故障排查的主要判斷依據(jù)，并且有選擇的快速切出全線故障的繼電保護(hù)技術(shù)。判斷依據(jù)是線路兩側(cè)判別量的特定關(guān)系，也就是通過判別量的交換和與本側(cè)判別量的對(duì)照分析，對(duì)故障發(fā)生的位置進(jìn)行判斷，以便區(qū)分區(qū)內(nèi)故障和區(qū)外故障?？v聯(lián)保護(hù)的主要方式包括鎖閉式、允許式縱聯(lián)距離保護(hù)以及縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)等。

1.2縱聯(lián)距離保護(hù)技術(shù)

縱聯(lián)距離保護(hù)技術(shù)的原理，縱聯(lián)距離保護(hù)根據(jù)方向判別元件動(dòng)作情況然后對(duì)線路兩側(cè)的故障方向進(jìn)行比較，判斷線路故障的具體發(fā)生位置。如果是內(nèi)部故障，則線路兩側(cè)的故障方向都是正方向。反之，如果是外部故障，則必定有一側(cè)的故障方向是反方向?？v聯(lián)距離保護(hù)發(fā)揮作用的基本條件是具有明確的方向性，其能夠?qū)Ω鞣N對(duì)稱和不對(duì)稱故障作出快速反應(yīng)，能夠?qū)Ρ揪€路全長進(jìn)行可靠保護(hù)，并且能夠?qū)ο到y(tǒng)振動(dòng)或二次回路斷線采取閉鎖措施。這種保護(hù)方式不受系統(tǒng)運(yùn)行方式的變化所影響，而且能夠根據(jù)不同的線路情況采用相應(yīng)的動(dòng)作特性。

2.特高壓輸電線路的特點(diǎn)

2.1分布電容電流

高壓長線的分布電容導(dǎo)致對(duì)地電容的增加，這個(gè)現(xiàn)象在一般在高壓線路上沒有明顯的影響，但是隨著電壓的不斷增大，電容電流會(huì)使輸電線路的電流、電壓值以及相位產(chǎn)生畸變，并且該問題影響越來越大，影響電力的輸送。

2. 2 非周期分量

在故障和操作暫態(tài)操作后，形成了衰減的非周期變量，是因?yàn)榫€路中的電壓不能發(fā)生突變所造成的。具體來說，這樣會(huì)形成持續(xù)時(shí)間較長，分量幅值較大，其具有衰減性質(zhì)的低頻分量。輸電線路自身電感產(chǎn)生的非周期分量和并聯(lián)電抗器產(chǎn)生的附加非周期變量，這兩個(gè)分量會(huì)影響電流差動(dòng)保護(hù)的可靠工作以及靈敏性。

3.特高壓輸電線路中的繼電特殊保護(hù)問題

3.1暫態(tài)過程對(duì)線路保護(hù)的影響問題

線路經(jīng)常處于暫態(tài)過程中的時(shí)候，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種各樣的振蕩因子，而其處于穩(wěn)定狀態(tài)的時(shí)候，電壓和電流都會(huì)出現(xiàn)變化，這種變化會(huì)對(duì)輸電線路產(chǎn)生非常大的沖擊，導(dǎo)致電阻不能有效變?yōu)榱?，因此此時(shí)預(yù)定的距離保護(hù)方案將不能再繼續(xù)使用。由于暫態(tài)和穩(wěn)態(tài)兩種不同的情況而帶來的變化，會(huì)使得電流難以完成突變，導(dǎo)致的衰減分量將會(huì)給線路造成了極大的影響。目前由于我國的電網(wǎng)輸送能力難以滿足市場的需求，因此，為了更好的促使電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，有必要加快特高壓輸電線路建設(shè)的進(jìn)程。

3.2過電壓問題

當(dāng)線路處于一端投入、另一端即將斷開的時(shí)候，必須要考慮到有沒有超過過電壓時(shí)間，而且這一過程中的自動(dòng)重合閘會(huì)對(duì)過電壓產(chǎn)生一定程度的間接影響。在單相故障中，通常都會(huì)使用三相重合閘，然而在非故障運(yùn)行的狀態(tài)下，這種方式也必定會(huì)產(chǎn)生過電壓。只有不再堅(jiān)持使用這種重合閘，而是選擇使用單相重合閘才能避免該問題。

3.3分相電流差動(dòng)保護(hù)的問題

不論是在故障狀態(tài)下，還是在其他的暫態(tài)過程中，暫態(tài)充房電流都會(huì)出現(xiàn)很大的變化，此時(shí)將會(huì)導(dǎo)致高頻分量的生成，更重要的是還會(huì)產(chǎn)生很大的高頻電容電流。從原理上來看，分相電流差動(dòng)縱聯(lián)對(duì)于線路來說是一種非常好的保護(hù)方式，即使線路在運(yùn)行過程中出現(xiàn)一般的系統(tǒng)振蕩，也不會(huì)出現(xiàn)不良情況。

4.繼電保護(hù)的策略

4.1特高壓輸電線繼電保護(hù)配置

與以往的高壓線路不同，對(duì)于特高壓輸電線路中的繼電保護(hù)工作主要是通過對(duì)于電壓不產(chǎn)生任何的影響作為主要的任務(wù)，然后對(duì)整個(gè)電力系統(tǒng)能夠健康穩(wěn)定的運(yùn)行起到更好的保障作用。從特高壓系統(tǒng)中的線路來看，相關(guān)的設(shè)備對(duì)于電壓的承擔(dān)力度都很小，因此如果發(fā)生

故障，主設(shè)備發(fā)生了電阻過大導(dǎo)致故障，那么整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)無法正常運(yùn)行，最終對(duì)電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生很大的影響。

4.2縱聯(lián)距離保護(hù)

縱聯(lián)距離保護(hù)工作是通過對(duì)于元件發(fā)生的動(dòng)作以及線路中兩側(cè)位置發(fā)生故障的方向進(jìn)行判斷的，通過這些信息實(shí)現(xiàn)對(duì)線路故障位置的判定。如果故障是發(fā)生在內(nèi)部位置，那么線路兩側(cè)故障方向也就可以確定是正方向上的，如果是外部發(fā)生了故障，那么線路兩側(cè)中有一個(gè)方向發(fā)生了反方向變化?？v聯(lián)距離波保護(hù)工作實(shí)現(xiàn)了基本條件和基礎(chǔ)就是通過對(duì)方向的確定來實(shí)現(xiàn)的，然后對(duì)發(fā)生的對(duì)稱或是不對(duì)稱故障進(jìn)行反應(yīng)，保證對(duì)線路可靠性的保護(hù)工作，實(shí)現(xiàn)對(duì)回路斷線故障的閉鎖效果，對(duì)運(yùn)行過程的保護(hù)通過這種方式實(shí)現(xiàn)，并且能夠根據(jù)不同的線路情況采用相應(yīng)的動(dòng)作特性。

4.3縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)

縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)工作是通過對(duì)兩側(cè)中的電流相位進(jìn)行比較，然后通過選擇性的方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)其保護(hù)共工作。一旦設(shè)備發(fā)生故障，那么如果線路兩側(cè)中發(fā)生的電流相位是一致的，可以選擇保護(hù)被閉鎖，如果發(fā)生相反的情況，那么就是可以判斷為保護(hù)跳閘動(dòng)作。

4.4自動(dòng)重合閘

通過相關(guān)研究的說明以及一些文獻(xiàn)來看，對(duì)于電壓完成計(jì)算后，對(duì)于重合閘是否需要?jiǎng)硬拍軌蜻M(jìn)行確定，如果需要應(yīng)用重合閘，也需要將其在不能夠正常使用時(shí)如何對(duì)故障進(jìn)行切除等措施提前進(jìn)行計(jì)算和探討，因?yàn)樵谔馗邏狠旊娋€路中發(fā)生故障時(shí)需要提供一定的反應(yīng)

時(shí)間，因此要最快速度的啟動(dòng)重合閘，實(shí)現(xiàn)在最短時(shí)間中保護(hù)動(dòng)作的完成，另外要注意檢查重合閘是否正常。

結(jié)束語

國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得電力的消耗日益變大，社會(huì)對(duì)電力提出了更高的需求，但是由于我國的電力行業(yè)還處在一個(gè)初步發(fā)展的階段，相關(guān)的技術(shù)還沒有發(fā)展成熟，還面臨著諸多的技術(shù)瓶頸，導(dǎo)致電力一時(shí)難以滿足市場的需求。這就需要有關(guān)人員繼續(xù)研究特高壓輸電線路，不斷提高其繼電保護(hù)技術(shù)，結(jié)合我國的情況探索出一套更有效的保護(hù)方式，將之應(yīng)用于實(shí)踐中，從而提高我國的電網(wǎng)輸送能力，同時(shí)在保證質(zhì)量的同時(shí)，將使用成本降到最低，使資源的合理利用實(shí)現(xiàn)最大化，最終促進(jìn)電力行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]羅小寵.特高壓輸電線路維電保護(hù)特殊問題的研究[U].水利與電力建設(shè).2020 （6） ： 274.