（江苏省送变电公司 211102）
摘要：特高压交流输电系统输送容量大、输送距离长，技术上的可行性和经济性使得长距离特高压交流输电系统成为必然。行波差动保护作为特高压输电线路的保护之一，由于其动作性能受线路分布电容电流、暂态过程、过渡电阻及可能加入的串并联补偿的影响，直接把电流差动保护应用于特高压线路是异常困难的，进一步加强对其的研究非常有必要。基于此本文分析了特高压带高压并联电抗器线路的行波差动保护。
关键词：特高压带高压；并联电抗器线路；行波差动保护
1、行波差动保护基本原理
行波差动保护基本原理可用如图1所示的单相无损线路进行说明。
式(4)、(5)中：Iop为行波差动保护的动作电流值。故可以根据行波差动电流的大小判断区内是否发生故障。
实际三相输电系统中，暂态分量的各相不独立，波过程的求解变的十分困难，因此把三相系统变换成3个独立模量，变换后的模量能正确反映电力系统的各种运行工况。
由于对称分量变换存在复数，计算起来较复杂，影响保护动作速度。Clarke变换不存在复数计算，但该变换不能反映BC或AG短路故障[20-21]。因此要在保护动作的可靠性和速度方面做出选择，这要视系统对保护的要求而定。由于特高压系统对保护的动作速度要求更为突出，所以文中选择Clarke变换解耦，除了BC或AG短路故障外，其他故障保护都能快速动作，而在发生BC或AG短路故障时，可以借助系统的其他保护来切除故障，只是降低一些可靠性。Clarke变换矩阵为:
由于0模分量随着频率升高衰减很严重，所以选取α模分量作为检测对象(该模量不能反映BC相间短路故障)。
2、特高压带高压并联电抗器线路的行波差动保护
2.1、结构型式的选择。1）根据相数进行分类主要分为了2种，即单相电抗器、三相电抗器。2）根据结果的特点形式主要分为了即干式、油浸式。
2.2、额定电压的选择。并联电抗器主要的目的是能够起到补偿的作用，整个过程通过调节高电压，从而能够有效的确保其恢复到正常运行状态。如果电压系统处于正常状态，就需要切除电抗器。电压在正常运行的时候电压主要是代表了电抗器长期以来所承受的电压，需要确保其处于一个合理的范围中。在进行电压确定的时候需要根据最高电压进行，而出容量的降低会直接影响到正常运行，也就是容量的损失。就目前的情况来看系统电压偏高，电抗器在运行的过程中就会大于额定电压，从而使得负荷过热，使绝缘老化的现象加重。不仅如此，选择额定电压太低，其会引发很多问题，对于这些方面都需要引起重视。
2.3、安装容量的选择。就目前的情况来看，特高压并联电抗器的容量选择会受到很多因素的影响，技术经济的综合论证非常重要。在应用过程中需要重点分析考虑限制工频具体要求，合理的选择系统同期并列点，系统发生自励磁的条件检测能够进行运行方式的确定。
2.4、潜供电流分析。在特高压线路故障中，当特高压线路出现单相接地的故障而瞬时断开此相时，非故障相与故障相之间由于相间互感和相间电容的耦合作用，故障相会一直流过一定电量的接地电流，即所谓的潜供电流现象。该电流是以电弧的形式出现的，也称潜供电弧。当潜供电弧瞬间熄灭后，同样由于相间电容和互感的耦合作用，在弧隙出现恢复电压。潜供电流和恢复电压的存在增加了故障点熄弧的困难，加大了单相重合闸的失败率，从而影响特高压系统的稳定。特高压输电线路90%以上的故障是单相瞬时接地故障，为提高供电的可靠性，单相重合闸方式得到了广泛的应用。为提高特高压系统运行的可靠性，特高压系统中常采用单相重合闸的连接方式。受到特高压线路一般相距较远，运行电压高以及相间电容量较大的特点。一般情况下，如果在不采取补偿措施的模式下，在一百公里特高压运行线路中潜供电流可以达到七十安培左右，这就导致抑制更加困难。这时如果在特高压运行线路上装设并联电抗器，并且将其中性点通过一个小电抗器接地，由于中性点小电抗器容量小而感抗值高的特性，其不仅仅可以补偿线路的对地及相间电容，特别是使相间电容接近全补偿，可使相间阻抗接近无穷大，从而降低了潜供电流的电容分量;还可以通过增大对地阻抗，降低潜供电流的电感分量。就目前国内研究的普遍性线路的算例显示，只要在高压线路首末段装有配置中性点小电抗的并联电抗器，就可以降低线路单相接地时产生的潜供电流。此时如果线路发生单相接地故障，线路保护动作跳开故障相，而同时由于线路上带中性点小电抗的并联电抗器的存在，其可以限制甚至消除故障相的潜供电流、熄灭故障相的电弧，此时重合故障相，成功率可以大大提高。
2.5、特性分析。可控电抗器通常情况下使用的系统是外加直流励磁系统，该系统具有很多优势，主要是具有非线性伏安特性的特点，较低的额定磁饱和度能够有效地确保可控电抗器限制线路操作的正常运行。高水平的谐波通常情况下是由于额定磁饱和度较低的可控电抗器引起的。为了能够有效的消除谐波，降低谐波含有率能够使用分裂技术，使用这种操作电压需要安装在比较高的电压水平的超高电压线路上。线性伏安特性是磁饱和式可控电抗器的基本特性，将低电压施加在晶闸管的两端，其通过的并非是电抗器主电流，而是较低的直流电流，因此对其容量和耐压的要求并不高，比较方便对其进行维护和控制。
总之，特高压线路具有很多特点，包括自然功率大，波阻抗小，其会大幅度的增加线路的分布电容电流，而对于特高压线路而言，需要有效的保证在电容电流存在的情况下做好行波差动保护工作，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献：
[1]符冬冬.特高压同塔双回线路抑制潜供电弧的研究[D].西安科技大学，2015.
论文作者:毕涛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/12
标签：线路论文; 电流论文; 电压论文; 故障论文; 特高压论文; 电抗器论文; 单相论文; 《电力设备》2017年第22期论文;