摘要：高压直流输电线路造价低，在输电过程中电能的损耗小，可以显著节能，在线路系统的可靠性上比交流输电线路要强，它可以很好的将系统短路容量限制在一定的范围，因此，高压直流输电方式得到了认可，它的发展快速高效。随之而来问题的就是高压直流输电线路出现的故障和解决，相对于直流输电的快速高效发展，它的故障分析和解决措施进展相对缓慢，其主要原因可能是直流输电线路走向复杂，路段故障率较高。本文中简单对高压直流输电线路可能出现的故障进行解析，并提出相应的解决措施。
关键词：高压直流输电；线路故障分析；线路保护
一、研究背景及意义
1.1高压直流输电线路简介
高压直流输电，用于大功率远距离输电，它的原理在于直流电无感抗，无容抗，无同步问题。它的输电过程为直流，常用于海底电缆输电等。直流输电系统由整流站，逆变站和直流线路三部分组成，在输电过程中电能遵循交流-直流-交流的形式。高压直流输电系统有着许多不同方式的换相方法，连接方法，有着不同类型、不同种的端子数目，分类众多。例如，按照关键元件换流器的不同特性，可以将高压直流输电系统作出如下分类:
第一，长距离直流输电，主要形式之一，按照合理的接线线路，它可以将电能从电源中心传送到负荷中心，由于电能运输方向的特性，还可以分为单方向直流输电和双方向直流运输两种。第二，BTB方式直流输电，俗称背靠背式输电，因为它是应用两组换流器，将平波电抗器反并联来输电的。
1.2研究背景和意义
高压直流输电工程在工业方面的运用是在1954年开始的，它的输电电压高，输送电能数量大，造价成本低，输电距离远等优点为它之后的一直进步和发展奠定了基础，近代电能控制理论和电子计算机技术的迅速发展更为它的发展添了一把火。但随着高压直流输电在远距离输电方面成为一种重要途径，它的线路故障问题也渐渐引起了重视，故障原因分析和提出解决措施迫在眉睫。
二、高压直流输电线路系统的故障检测及原因分析
直流系统中，故障出现最多的就是在直流输电线路，这一部分的故障进而引起了输电可靠性的下降。直流输电，它的线路经过的距离很长，所处的工作环境和条件都会有很大的不同，比如处于不同的气候不同的地形，遇到恶劣天气，雷击，雨淋等。因而，发生故障的的可能性就大了，而由于输电线路距离长，很多情况下，确定发生故障的位置就是一大难题，在之后的修复，维护工作也会相应的降低效率。于是，快速精确的定位故障位置就是一项很重要的技术。
2.1直流输电线路故障定位技术研究现状
直流输电线路的频率和交流输电线路能量集中的频带是不同的，但同为输送电力的方式，它们内在的物理本质是一样的，所以在部分故障的处理上，交流线路和直流线路的定位原理，可以采用同一套方法。在具体运用中，涉及到的原理众多，但在直流的故障定位上，相关的原理是比较单一的，通常采用行波原理法。
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2.2直流输电线路行波故障定位
行波定位的方法最早的应用在20世纪中旬就开始了。暂态行波拥有传播速度快，传播比较稳定的特点，它的传播速度接近光速，使暂态行波在母线与故障点之间传播，利用相应的信号接收设备辅助，就可以确定测量点与故障点之间的距离，大大缩小了需要排查的故障线路段范围。行波定位的方法在直流输电线路故障定位上的运用，大大提升了故障检测的效率，并且由于暂态行波的特性，行波定位所测量的距离其准确性和可靠程度，在理论上不受电阻、线路类型、线路系统的影响。
三、高压直流输电线路保护措施研究
随着高压直流输电线路在运输电能方面的应用，其线路保护原理研究也日益进步，目前主要集中于两个方面，其一就是对现在已经投入运行的行波保护进行更深入的研究并加以完善改进，第二方面就是对新兴直流输电线路保护原理的研究与对相应配套方法的开发。本文的研究主要针对第一个方面。
在线路故障后应用行波保护，之后在线路传播的行波就作为保护信息快速传播对故障线路进行快速保护，可以避免工频保护受电流和控制系统的影响制约。而直流输电线路将行波保护作为线路主保护，还有其自身特性的原因。直流输电线路不存在换位和分支的问题，在线路故障后，暂态行波只在换流站和故障点之间发生折、反射，故障的位置不对行波的传播造成影响。根据检测信息的不同，我国高压直流输电线路保护采用的行波保护分为电压行波保护和极波行波保护两类。
对于行波保护整定计算方法的改进有着两个不同的研究方向，第一，利用新时代信息工具，采用仿真软件模拟各种故障情况，采集行波保护判据中的特征量，分析其响应特性和规律，从而总结经验并改进整定计算方法。第二，是根据以往的事故数据，相应的行波保护反应运行经验和事故处理后的效果，综合起来，适当调整行波保护定值。两个方向各有利弊，采用软件模拟故障数据可以得到更多的数据用以研究，但可能与现实情况产生较大的差异；利用过去的事故数据进行调整，比较符合实际情况，但这些数据并不能完整的包含各种情况，也不能对未来将要发生的故障进行预测。所以在行波保护整定计算方法的改进上，两个方向要齐头并进，互相取长补短。
结束语
高压直流输电线路的保护系统很重要， 它对于输送电能的稳定性，高效性有着重大影响。在高压直流输电线路应用越来越广泛的今天，其故障分析和保护的研究也应该得到足够的重视。
参考文献：
[1]韩昆仑. 高压直流输电系统换流器与线路保护动态特性分析与整定研究[D].华南理工大学,2013.
[2]刘可真. 特高压直流输电线路暂态保护和故障测距问题研究[D].哈尔滨工业大学,2013.
[3]张烁. 高压直流输电系统线路保护、故障重启及故障测距方法的研究[D].天津大学,2014.
作者简介：
刘坤（1989-08-18），男，汉族，籍贯：陕西省宝鸡市，当前职务：输电线路工，当前职称：输电线路工，学历：本科，研究方向：输电线路方面
张丝羽 （1988-02-04），女，汉族，籍贯：陕西省宝鸡市，当前职务：电缆工，当前职称：电缆工，学历：本科，研究方向：电缆方面
论文作者:刘坤,张丝羽
论文发表刊物:《电力设备》2018年第5期
论文发表时间:2018/6/12
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