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摘要：随着经济和各行各业的快速发展，电力行业发展也十分快速。继电保护是电力系统正常运行的重要组成部分，一方面可以促进电力系统的稳定运行，另一方面可以提高电力系统的安全性。电力系统的运行由多个部分组成，一旦出现某个故障点，整个系统的稳定性就会受到损害，如大规模停电和系统中出现震荡现象等。折回给我国企业和人们的正常生活带来极大的不便和损失。因此，在越来越多的高压直流输电线路应用的背景下，积极加强继电保护技术的研究具有极其重要的现实意义。
关键词：高压直流输电线路；继电保护技术；线路主保护
引言
近年来，电力系统取得了令人欣慰的飞速发展，高压直流输电线路的后续发展也离不开电力系统的飞速发展，具有较明显的优势。因为整个过程受继电保护技术的影响很大，所以必须在应用过程中设立有效的保护方案，从直流控制系统和其他技术形式的实际情况和具体要求出发，要求突出继电保护技术的重点。此综述将以高压直流输电线路继电保护的影响因素为基础，并结合实际情况，具体分析继电保护技术的应用。
1影响高压直流输电线路继电保护的因素
1.1电容电流
由于高压直流输电线路的电容较大并且波阻抗比较小，因此其对整个系统的影响也比较大。为确保高压直流线路的供电稳定性以及安全性，就要采取有效的防控措施。如果高压直流输电线路在分布式电容的影响下发生故障，故障距离与继电器测量之间的关系就会出现改变，传统的继电保护措施将不会起到实质性的作用。
1.2过电压
如果高压直流输电线路发生故障，则说明电弧熄灯时间比较长，如果时间比较长，电路电容的因素将会受到程度不等的影响。如果交换机的两端没有同时断开，来回反射折射将不可避免地影响到后续的应用系统。
1.3电磁应用过程
高压直流输电线路一般比较长，在其供电运行时，故障分数将会发生较大变化，这就会一定程度的影响到高频分量的电气测量，进而导致半波算法不能确保其应用，在在无法保证半波算法应用，此时电流互感器就容易发生饱和现象。
2特高压直流线路保护存在的问题
当前工程中，特高压直流输电线路主要配备行波保护(travelingwaveprotection)、微分欠压保护(differentialunder?voltageprotection)、低电压保护(lowvoltageprotection)、电流纵差保护(longitudinaldifferentialprotection)等保护。其中行波保护和微分欠压保护一般作为主保护，电流纵差保护和低电压保护作为后备保护。现有的特高压直流线路的保护技术还有很多问题需要解决。首先是可靠性不高，灵敏度不够，保护理论不完备等问题。行波暂态量保护作为现有特高压直流线路的主保护优势明显，但是其也存在着耐过渡电阻能力有限、对采样频率要求高、理论不够严密等问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆微分欠压保护的可靠性要高于行波保护，但其也存在耐过渡电阻能力有限、对采样频率要求高、缺乏整定依据等问题。低电压保护解决了前面两种保护耐过渡电阻能力有限的问题，但其选择性较差，动作速度也不够快。电流纵差保护通过对两端换流站线路电流的比较来甄别故障，理论上具有绝对的选择性，但由于受到线路分布电容的影响，需要等暂态过程结束后保护判据才成立，因此动作时间稍长。此外，特高压直流线路的保护技术还存在着保护种类单一的问题。行波保护的动作时间在10ms左右，微分欠压保护约为20ms，而电流纵差保护由于受分布电容电流的影响动作投入的比较晚，一般在故障后的1.1s左右。因此在故障后很长的一段时间(20~1100ms)内没有反映于故障的保护原理。
3高压直流输电线路下常用的继电保护技术
3.1低电压保护技术
在高压直流输电线路中，低电压保护技术是一项较为常用的继电保护技术，该技术能够依据检测的电压幅值进行故障的诊断和继电保护。低电压保护技术应用过程中，要发挥出机控低电压和联通线路低电压的保护功能。机控低电压能够在故障发生时对线路进行闭锁，联通线路低电压能够在线路程序重启期间对线路进行保护。低电压保护技术的缺陷就是不能有效的对故障原因和位置进行确定，因此，在应用低电压保护技术时，要结合线路情况，辩证看待改技术的功能作用。
3.2微分欠压保护
微分欠压保护具有较高的灵敏性与可靠性，一般作为主保护，兼作行波保护的后备。通过检测电压变化率、电流变化率、电压幅值水平这3个量就可以实现微分欠压保护，其常用来检测直流线路上的接地故障。微分欠压保护判据包括微分和欠压两部分，综合两部分信息可提高可靠性。微分部分的特征量是电压变化率，用来监测故障行波。欠压部分的特征量是线路低电压水平，用以构成低电压判据，从而实现故障识别的极选功能。通过对高压直流输电线路微分欠压保护的两个特征量进行分析，得出电压变化率对于两极线路发生故障时要比其他区外故障时大，低电压水平对于本极和对极故障的差异明显的结论。鉴于直流输电的强非线性特性，提出了基于故障电气量特性的整定方法，避免了采用解析方法进行定值整定。总体来讲，微分欠压保护在微分时延时时间比行波保护要长，因此其动作速度比行波保护要稍慢，但就可靠性来说微分欠压保护的要高。另外，其耐过渡电阻能力也十分有限，并且还需要很高的采样频率。
3.3电流纵差保护
特高压直流线路的电流纵差保护是通过对两端换流站线路电流的比较来甄别故障的，理论上具有绝对的选择性，但由于受到线路分布电容的影响，需要等暂态过程结束后保护判据才成立，因此动作时间稍长，常用于切除高阻故障。同时，电流纵差保护需要专门的通信通道，而其通信通道具有可靠性差的先天不足。针对电流纵差保护存在的问题和不足提出了改进。提出了基于分布参数模型的保护原理，消除了分布电容电流的影响。基于分布参数模型，提出了不受数据不同步影响的直流差动保护，避免差动保护因区外故障数据不同步而误动。考虑到现有工程的实际采样率低的现状，提出了基于电流频率特性的纵差保护。文[36]提出利用线路两端电流的突变量识别区内、外故障。该方法不需要两端数据严格同步，对采样频率和通道的通信速度要求都不高，具有很强的工程实用性。为了提高对线路末端故障判断的准确性，利用特定频率电流方向一致时波形匹配程度高，反之匹配程度低的性质来判别区内、外故障，避免了谐波电流相位的精确计算，可以可靠识别线路末端故障。为了缩短差动保护动作时间，提出利用频谱比较来闭锁保护的判据，可以有效地提高动作的正确率，缩短动作时间。
结语
总之，在新时代，在社会经济持续发展的背景下，为提高电能的可靠性，我国积极开展电网建设和高压直流输电线路的有效应用，实现电力系统运行的波阻较小、传输功率大、电容量大等特点，在此过程中，对继电保护技术的要求也在不断提高，在这种情况下，本文首先讨论了影响高压直流输电线路继电保护的因素，在充分掌握它的基础上对加强继电保护技术的应用进行了有针对性的讨论。
参考文献：
[1]宋国兵，周德生，焦在滨，等．一种直流输电线路故障测距新原理[J]．电力系统自动化，2007，31（24）：57-61.
[2]高淑萍，索南加乐，宋国兵，等．基于分布参数模型的直流输电线路故障测距方法[J]．中国电机工程学报，2010，30（13）：75-80．
论文作者:姚梦凯1,董俊杰2,王卫兵3,甄子明4
论文发表刊物:《防护工程》2018年第27期
论文发表时间:2018/12/24
标签：线路论文; 故障论文; 微分论文; 电流论文; 高压论文; 技术论文; 低电压论文; 《防护工程》2018年第27期论文;