浅析高压直流输电线路继电保护技术

[摘 要]近些年来电力系统取得了突出的发展成就，电力系统的快速发展带动高压直流输电线路的后续发展，优势比较明显。继电保护技术对整个过程有重要的影响，在应用过程中必须设立有效的保护方案，考虑到直流控制系统和其他技术形式的具体要求，突出继电保护技术的重点。在本次研究中将以高压直流输电线路继电保护的影响因素为基础，结合实际情况，对继电保护技术的应用进行分析。

[关键词]高压直流输电线路 继电保护技术 设计要点

中图分类号：F320；P49 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）10-0060-01

在电力系统中，继电保护装置是重要组成部分，对于保证电力系统的安全性有重要的作用。电力系统的出现会很多问题，包括原件损坏、供电可靠性下降及震荡等问题，只有对保护装置进行详细的分析，才能降低经济损失，保证技术形式的完善性和有效性。及时解决故障不仅能保证系统的稳定性，同时能提升经济效益，对于提升电力系统的安全性有重要的作用。

一、高压直流输电线路继电保护的影响因素

针对高压直流输电线路的特殊性，在应用过程中必须考虑到电容量及抵抗力的大小，对各类因素进行详细的分析。以下将对高压直流输电线路继电保护的影响因素进行分析。

1.电容电流

高压直流输电线路的电容量比较大，波阻抗小，势必会给整个系统带来较大的影响。为了保证高压直流线路的稳定性和安全性，要及时采取有效的补偿措施。此外在分布电容

因素的影响下，如果高压直流输电线路出现故障，则会导致故障距离和继电器测量之间的关系发生改变。由于双曲正切函数比较特殊，无法采用传统的继电保护措施[1]。

2.过电压

高压直流输电线路如果出现故障，则说明电弧熄灯时间比较长，如果时间比较长，电路电容的因素会出现不同程度的影响。如果两端开关不在同一时间断开，来回折反射必然对后续应用系统造成影响。

3.电磁应用过程

高压直流输电线路的线路比较长，在操作过程中会存在故障分值变化大的现象，给高频分量的电气测量造成严重的影响。半波算法在高频分量的影响下，无法保证其应用形式电流互感器也会出现饱和的现象[2]。

二、高压直流输电线路设计要点分析

针对不同设计形式的特殊性，在应用阶段，需要做好保护工作，从不同的角度入手，考虑到保护装置的具体化要求。以下将对高压直流输电线路设计要点进行分析。

1.输电线路的主保护

在继电保护设计阶段，现有的直流电路设计存在可靠性差、理论不完善等问题，基于保护装置的特殊性及灵敏度变化，必须从整体状态入手，考虑到整体依据、故障投入或者其他因素的变化，对各类抗干扰能力进行有效的评估和分析。由于影响输电线路保护的因素趋于多样性，在应用过程中需要根据高压直流电路的实际情况对其进行分析。在设计阶段，可以选择两台不同原理的装置，第一套保护装置可以采用纵向保护装置，第二套保护装置可以应用补偿纵向保护装置，根据不同设计形式，设计不同的通道[3]。

2.输电线路的后备保护

基于现有的保护装置而言，由于应用种类比较单一，可靠性比较差，故障发生后，会由于故障的因素，导致直流输电线路和交流输电线路之间不存在本质性的差异，只有从不同的角度入手，对系统进行有效的评估，才能保证系统设计的有效性和完善性。输电线路的后备保护设计起到一定的填补作用，在进行设计的过程中，必须控制好线路两端的故障，结合实际情况，对接地距离和设备形式进行有效的分析。距离的设定不能局限于现有的装置，只有合理设计四边形、圆形等形式，才能将其他装置保护起来。可以将微机保护充分的利用起来，从根本上提升系统运行的安全性[4]。

3.并联电器的保护

并联电器的保护是继电保护的重要组成部分，部分保护装置过于单一、可靠性差、在故障后相当长的时段内缺乏反应于故障的保护原理。高压直流输电线路如果出现严重的故障，线路会发出相应的命令，采用自动化设计形式，对各个设计要点进行分析，能起到良好的保护作用。如果故障类型比较特殊，超出了高压直流输电线路的应用标准，需要及时将两侧的电路断开，保证输电线路设计的有效性和合理性。相关工作人员必须对设计形式引起重视，从不同的角度入手，及时对现有的设计技术进行评估和分析，满足继电保护装置的整体性要求。

4.自动重合闸

在直流输电线路设计阶段，必须对各个重合闸进行有效的设计。由于过电压的水平比较特殊，为了避免出现电压操作不当或者格局分配不合理的情况，可以采用单相重合设计的形式。在进行设计的过程中，考虑到线路两端时间间隔和顺序的设计，必须对控制标准进行分析，以现有的继电保护设计形式为主，为了完善保护技术，需要以顺序为基础，对其进行合理的设计。

三、高压直流输电线路设计技术分析

针对高压直流输电线路保护模式的特殊性，为了突出应用重点，要从不同的角度入手，考虑到设计要点及布控形式的变化，对各类技术进行有效的分析。以下将对高压直流输电线路设计技术进行分析。

1.暂时保护

如果高压直流输电线路出现严重的故障，会发生反行波，要想对电力系统进行有效的保护，需要及时对其进行保护，在高压直流输电线路应用过程中，必须从现阶段设计要点入手，考虑到不同方案的设计要求，对各个电压和应用原理进行有效的分析。和其他线路相比，当前常用的设计方案分SIEMENS方案与ABB方案，其中SIEMENS方案是电压积分原理的一种保护措施，时间大约在16-20s左右，和ABB方案相比，由于保护速度比较慢，抗干扰能力比较强，如果存在突变量不足或者保护不到位的现象，可以及时采用电压、微分启动或者电流图设计方式，对各项技术进行有效的评估。ABB采用的是波保护技术，在常规情况下，可以应用电压、微分启动或者电流图等设计形式，及时对各个技术形式进行评估和分析。不同保护装置的保护能力是有限的，由于电阻能力不理想，理论体系也存在很多缺陷，为了提升其应用效果，可以从梯度技术和数学形态两方面入手，对各类技术形式进行有效的保护，必要时对其进行深入的分析。

2.微分欠保护

微分欠保护是一种基于电压幅度水平和电压微分数值的一种保护措施，兼顾了主保护和副保护功能。在现有继电保护系统的要求下，要及时对电压水平和电压微分进行有效的评估和分析，在满足现有设计标准的前提下，起到后备保护的作用。SIEMENS方案与ABB方案的主体是一致的，只有做好现有保护工作，才能达到理想的保护目的。设计人员要以现有的保护装置为主，突出应用重点，对各类保护模式进行有效的分析和评估。

结束语

高压直流线路的优势比较明显，同时也对继电保护装置提出了更高的要求，只有对现有的装置和形式进行有效的分析，才能适应继电保护系统的后续要求。从直流输电线路的应用现状可知，继电保护技术存在很多问题，相关工作人员要从系统设计现状入手，及时对系统设计要点和控制形式进行分析，考虑到各类技术形式的特殊性，满足已有控制系统的要求，使其适应设计系统的整体化要求。

参考文献：

[1] 宋国兵，高淑萍，蔡新雷，张健康，饶菁，索南加乐.高压直流输电线路继电保护技术综述[J].电力系统自动化，2012，22：123-129.

[2] 黄华斌.高压直流输电线路继电保护技术研究[J].通讯世界，2015，21（12）：202-203.

[3] 郭伟红，张磊，王萌，马晓东.高压直流输电线路继电保护技术研究[J].科技创新导报，2014，25：26.

[4] 张保会，孔飞，张嵩，张爱玲，吴庆范，甄威.高压直流输电线路单端暂态量保护装置的技术开发[J].中国电机工程学报，2013，04：179-185+24.