摘要：现阶段，随着社会的发展，我国的电力工程的发展也越来越迅速。特高压直流输电技术在多方面都有着很大的优势，通过架设特高压直流输电线路，能够节约和优化现有的资源与能源，提升能源的利用效率，电网技术的不断发展将会为社会经济的发展带来很大的推动力量。
关键词：特高压直流线路；保护原理；动作策略分析
引言
由于特高压直流采用双12脉动换流器串联的接线方式，与常规±500kV高压直流系统相比，其拓扑结构更复杂、运行方式更灵活，对直流控制保护系统的要求也更高。在特高压直流工程的各组成部分中，接地极线路长度在50~100km范围内，长度远小于直流输电线路；而其他组成部分都位于换流站内或埋于地下，发生非操作故障的概率也远小于输电线路。根据典型直流保护事故统计，输电线路故障在直流输电系统故障中的占比达到50%。实际运行中直流线路保护不正确动作可能引起直流闭锁并扩大故障的影响范围：天广和兴安直流工程发生过直流线路保护拒动由极保护响应动作，从而导致直流闭锁的案例；楚穗直流工程因雷击线路一极，造成非故障极误动，继而引发线路双极闭锁。因此，可靠、快速的特高压直流线路保护原理及动作策略对输电系统的安全运行具有重要作用。对高压直流输电线路的保护技术进行了综述，分析了工程中所配置保护的整体性能及研究现状，为线路保护问题的研究提供了指导。但随着特高压工程的结构变化、电压等级与输电距离的提高，线路保护的各项性能也需适应性地提升，有必要在充分借鉴现有直流保护经验的基础上，对新的保护原理做进一步分析总结。
1直流输电技术
1.1直流输电技术的类型
我们可以根据工程的结构区别将直流输电分为下面几类：首先，我们通过线路长度的不同，可以区分为长距离输电和背靠背输电；其次，通过电压等级的不同，可将其分为高压直流输电与特高压直流输电；再次，通过换流站数量的不同，将其分为多端输电与两端输电这两种。最后我们依据工程性质的不同，还可将直流输电区分为背靠背联网技术、远距离大容量滞留架空技术、海底电缆技术以及城市地下电缆技术这四大类。
1.2直流输电技术的优点
直流输电技术的建设成本很低，架空线路施工过程不需要花费很高的工程造价；直流输电在电能的传输过程中，可以实现将电能的损耗量控制到最低；直流输电技术的电能输送容量非常大；若电路发生故障如短路现象时，直流输电技术有效的控制电流形成，使其在故障发生时实现自我保护功能；直流输电技术还可以优化电线线路的走廊，减少线路铺设施工的浪费；直流输电技术在进行电能调节的时候，可以完成系统的快速响应，为整个电路的运行过程带来安全与稳定的保证；不同步电网在运行中的互联也可以通过直流输电技术得以实现，而且不会威胁系统的稳定性。
1.3直流输电技术的缺点
直流输电技术的缺点表现在其设备的成本费用很高，其过量承载能力也不是很强；在电能输送过程中，会消耗一定量的无功功率；直流输电技术无法实现借助变压器调节低电压等级且在电能的传输中，一旦受到谐波的影响，就很难有效地控制电能传输质量。
2优化措施分析
2.1安装附件
在直线塔的附件安装过程需要用到两线提升器，这里的提升器都采用“V”型绳套在导线的横担下面，在前后两侧的预留孔中进行悬挂，这样可以保证横担的均匀受力。用提线装置提起导线，通过50kN机动绞磨做牵引控制，将三轮放线滑车逐个和悬挂装置解开并放落到地面，再通过柔性钢丝绳把V型绝缘子串临时固定，通过传递工具绳控制，便可将悬挂装置和绝缘子连接部位解开，再慢慢放下悬挂装置。最后，对绝缘子串高度进行调整，起吊线夹联板并进行连接，导线线夹安装完毕。在提线过程中要特别注意不要对导线造成伤害，可以采用100kN的吊装带与21.5mm的钢丝绳组合使用，将其上部与横担完成连接，避免导线在施工过程中意外下落。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于此类工程中多处于山地环境，我们很难获取导线间隔棒的水平距离，所以只需要按照设计文件要求的次档距，安装导线间隔棒即可。
2.2利用边界特性的单端量保护
采用边界元件的单端量保护往往利用特征频率或特征频带分量、高频分量构成区内外判据，旨在弥补行波保护抗高阻故障能力差的不足，实现直流线路保护的全线速动。在区内、外故障时，边界元件对特定频带信号表现出的阻滞作用不同，因此区内、外故障时分流器处检测到的特征频带电流大小不同。利用直流线路一端特征频带电流幅值便可识别区内外故障，且可实现故障极与故障方向的判别。来自区外的高频电压信号通过平波电抗器和直流滤波器后衰减，其能量显著减小，线路的边界具有隔离高频量的作用，因此可结合电流行波方向和形态谱判断区内外故障。根据边界元件对高频量的阻滞特性，得出区内、外故障时能量频谱分布存在差异的结论，利用信息熵测度描述极波暂态分量的分布并构造了保护判据，该方法具有良好的耐受高阻故障能力。分析了边界的频率特性及平波电抗器对电流频率的抑制作用，提出了基于特征频率电流幅值和变化率的单端故障识别方案。但是，上述原理未充分考虑特高压直流长线路对高频故障信号的衰减作用，可能存在保护死区。因此，给出一种单端暂态电流保护方案，将边界理论与故障突变量方向相结合：根据电流的突变量方向判断故障是否位于本侧区外；若否，根据瞬时频率最大值判断故障位于对侧区内还是区外。此方案在考虑线路衰减作用的前提下实现了全线保护。
2.3导引绳与牵引绳
考虑到线路对周边环境的影响，减少周边民事事故发生的可能性，那么我们在铺开初级引导绳的时候可以采用动力伞不落地的方法，对各级的导引绳、导引绳以及牵引线进行合理的展放。具体的操作方法是：在挑选导引绳时要先计算该牵引绳的最大承受力、牵引场和牵引机设备的实际牵引能力以及张力场和张力机设备的实际张力，然后再按照计算得出的牵张力挑选相适应的不同级别的引导绳。在此我们根据±800kV特高压的直流输电线路架线施工的基本要求，采用截面积为8×900的八分裂导线进行牵张放线，这时要选取4ד一牵2”的形式进行施工架设，在每一基杆塔都需要悬挂四个相同的三轮滑车，还要保证张力场的放线高度与安装高度相近，才能更好地解决传统独立悬挂滑车的所带来的种种问题。因为直流铁塔的每一基杆塔都需要挂设四个（或选择双挂八个）滑车，这种新型组合悬挂的装置结构能实现滑车架设工程的简化，让吊挂滑车的运行速度更快、效率更高，实现多个吊挂滑车的稳定运行。
结语
现有的行波保护存在耐受高阻故障能力不强、可靠性在运行方式改变时降低的不足；纵联差动保护以增加时延的方式来躲过外部故障，速动性差。近年来基于单端量的保护多与边界理论、时频分析、智能算法紧密相关，或利用故障行波波前信息，具有良好的速动性和一定的耐受高阻故障能力，可作为行波保护的有效补充；基于双端量的保护包括传递方向信息和传递电气量信息两种，特别地，基于相关性分析的保护原理和补偿分布电容的保护原理在理论上不受高阻故障影响，可解决纵联保护长延时的问题。
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论文作者:曹宏斌
论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期
论文发表时间:2019/11/22
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