鄧滿艷

摘要：當(dāng)今社會(huì)，我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)發(fā)展日新月異，其中高壓直流輸電線路已在電網(wǎng)企業(yè)中逐步得到應(yīng)用。HVDC輸電線路具有輸送電流容量大、調(diào)節(jié)方便、線路占用空間小、網(wǎng)絡(luò)方便等優(yōu)點(diǎn)，在未來(lái)電網(wǎng)應(yīng)用中具有很大的潛力。當(dāng)前，建設(shè)HVDC線路工程是電網(wǎng)企業(yè)的工作重點(diǎn)，電網(wǎng)企業(yè)為了保證其安全、穩(wěn)定的運(yùn)行，必須采用繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)有效地保護(hù)直流線路。

關(guān)鍵詞：HVDC輸電線路;繼電保護(hù)技術(shù);研究

在中國(guó)電力網(wǎng)的具體運(yùn)用中，高壓直流輸電路線系統(tǒng)軟件占主導(dǎo)性，自身優(yōu)勢(shì)比較明顯，能有效地推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)技術(shù)的高速發(fā)展。所以，采用繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)HVDC線路進(jìn)行有效保護(hù)具有重要意義，繼電保護(hù)技術(shù)可以有效地保障HVDC線路的運(yùn)行效率和運(yùn)行質(zhì)量，為HVDC線路的應(yīng)用和發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

1高壓直流輸電路線繼電保護(hù)裝置的影響因素

1.1過(guò)電壓

在HVDC輸電線路發(fā)生嚴(yán)重故障時(shí)，其電弧熄滅時(shí)間將會(huì)延長(zhǎng)，甚至可能出現(xiàn)無(wú)法消除的情況。這樣，當(dāng)高壓直流輸電線路受到過(guò)電壓影響時(shí)，同樣時(shí)間內(nèi)不能有效切斷高壓直流輸電線路的兩側(cè)開(kāi)關(guān)，從而使整條高壓直流輸電線路遭受行波的往復(fù)反射作用，對(duì)高壓直流輸電線路的運(yùn)行造成嚴(yán)重影響，同時(shí)引起繼電保護(hù)裝置無(wú)法有效地切斷。

1.2容量電流

HVDC輸電線路功率小、阻抗小、電容大，直接影響到HVDC輸電線路差動(dòng)保護(hù)整定值。為此，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)采取合理有效的電容電流補(bǔ)償措施，以保證高壓直流輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。另外，在HVDC輸電線路運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)，由于受分布電容等因素的影響，繼電保護(hù)裝置測(cè)量阻抗與故障高壓直流輸電線路之間的線性關(guān)系也會(huì)發(fā)生變化，雙曲正切函數(shù)是它的最終變化結(jié)果，從而使繼電保護(hù)裝置不能發(fā)揮其有效作用。針對(duì)這種情況，電網(wǎng)企業(yè)需要采取新的高壓直流輸電線路保護(hù)措施。

1.3電磁瞬變過(guò)程

HVDC輸電線路在大跨距電網(wǎng)系統(tǒng)中普遍采用，在對(duì)其進(jìn)行故障維修處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的高頻分量幅值，而不能有效地進(jìn)行過(guò)濾、消除工作。如果出現(xiàn)這種情況，將會(huì)引起電氣測(cè)量過(guò)程中的測(cè)量誤差，嚴(yán)重影響到半波算法的精度，同時(shí)電流互感器達(dá)到飽和狀態(tài)，使高壓直流線路的有效運(yùn)行受到破壞。

2設(shè)計(jì)原則及注意事項(xiàng)

2.1后置保護(hù)

在HVDC線路設(shè)計(jì)過(guò)程中，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)以后備保護(hù)原則為設(shè)計(jì)依據(jù)，對(duì)HVDC雙側(cè)故障差進(jìn)行積極控制和有效切除，同時(shí)對(duì)相距設(shè)備和接地距離的保護(hù)進(jìn)行合理配置。在進(jìn)行HVDC輸電線路距離保護(hù)特性設(shè)計(jì)時(shí)，很容易受到傳統(tǒng)的橢圓、圓、四邊形等設(shè)計(jì)模式的限制，因而必須突破傳統(tǒng)的模式，合理地采用微機(jī)保護(hù)模式，有效地提高高壓直流輸電線路系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

2.2并聯(lián)電抗器保護(hù)

在HVDC輸電線路并聯(lián)電抗器出現(xiàn)故障問(wèn)題時(shí)，高壓直流輸電線路對(duì)電抗器故障發(fā)出相應(yīng)指令，從而有效地啟動(dòng)了電抗器自動(dòng)保護(hù)裝置，以保證電抗器運(yùn)行的安全。當(dāng)HVDC線路發(fā)生故障時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)遵循并聯(lián)電抗器保護(hù)原則，當(dāng)故障電流、故障電壓超過(guò)直流輸電線路允許標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)迅速切斷電源兩端的斷路器，以有效保護(hù)電抗器免受損壞。

2.3自動(dòng)上重閘

在HVDC線路實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)企業(yè)需要根據(jù)線路實(shí)際過(guò)電壓水平和如何避免過(guò)電壓操作的原則，合理選擇自動(dòng)重合閘方式。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)企業(yè)應(yīng)充分、全面地考慮直流輸電線路兩側(cè)的重合次序和間隔，并對(duì)其進(jìn)行主動(dòng)控制，以保證各參數(shù)在合理標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

3高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)

3.1線波瞬態(tài)保護(hù)

HVDC輸電線路發(fā)生故障時(shí)所產(chǎn)生的反行波現(xiàn)象，將對(duì)HVDC輸電線路系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)負(fù)面影響，因此，電網(wǎng)企業(yè)需要采取有效的暫態(tài)量保護(hù)技術(shù)，對(duì)高壓直流輸電線路進(jìn)行有效地保護(hù)，以保證線路運(yùn)行的穩(wěn)定性。行波暫態(tài)量保護(hù)可以分為有通道行波保護(hù)和無(wú)通道行波保護(hù)兩種，有通道行波保護(hù)又可以分為行波電流極性比較式保護(hù)、行波型行波保護(hù)和無(wú)通道行波保護(hù)。目前，電網(wǎng)企業(yè)一般采用ABB、SIEMEN兩種方案進(jìn)行行波保護(hù)，在ABB方案中，電網(wǎng)企業(yè)利用地模波和極波測(cè)量原理，有效地檢測(cè)反行波圖變量。通過(guò)電流圖變量、啟動(dòng)圖變量的微分啟動(dòng)圖變量和電壓圖變量等，對(duì)電網(wǎng)企業(yè)在特殊情況下進(jìn)行有效識(shí)別。SIEMEN方案主要是利用電壓積分原理來(lái)保護(hù)反行波，與ABB方案相比，抗干擾能力有所提高，但啟動(dòng)保護(hù)速度較慢。在具體實(shí)施過(guò)程中，兩種反行波保護(hù)措施都存在一些缺陷。為此，電網(wǎng)企業(yè)需要有效、完善地處理，在行波保護(hù)判斷過(guò)程中，對(duì)不同電阻的電壓變數(shù)圖進(jìn)行合理分析，制定出有效地保護(hù)方案，并結(jié)合線路實(shí)際運(yùn)行情況，采取有效的行波保護(hù)措施，以保證高壓直流輸電線路的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2縱向電流差動(dòng)保護(hù)

采用繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)HVDC線路進(jìn)行有效保護(hù)具有重要意義，縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)的技術(shù)原理是采用雙端和多端電氣量，有效地保證故障時(shí)保護(hù)動(dòng)作的絕對(duì)選擇性。在HVDC輸電線路應(yīng)用過(guò)程中，電網(wǎng)企業(yè)采用構(gòu)造差動(dòng)判據(jù)和兩端電流對(duì)線路進(jìn)行保護(hù)時(shí)，容易忽略線路分布電容的影響，從而在暫態(tài)過(guò)程結(jié)束后，差動(dòng)保護(hù)的判據(jù)才能成立。所以，縱聯(lián)電流差動(dòng)保護(hù)技術(shù)的主要作用是消除高阻性故障，有效延長(zhǎng)確認(rèn)故障后的投入時(shí)間，屬于HVDC線路的后備保護(hù)。

3.3低電壓保護(hù)

輸電線路低壓保護(hù)技術(shù)在HVDC工程中的應(yīng)用還不多見(jiàn)，其研究、依據(jù)、工作原理等方面的技術(shù)知識(shí)也很少涉及。現(xiàn)階段電力網(wǎng)公司的兩種關(guān)鍵方式方法是極控低壓維護(hù)技術(shù)性和路線低壓維護(hù)技術(shù)性，相比于路線低壓維護(hù)技術(shù)性，極控低壓維護(hù)技術(shù)性存有維護(hù)時(shí)間常數(shù)低、維護(hù)姿勢(shì)可以造成 鎖閉等特性。因?yàn)槁肪€低壓維護(hù)技術(shù)性會(huì)在路線產(chǎn)生常見(jiàn)故障時(shí)開(kāi)啟其重新啟動(dòng)程序流程，因此，線路低電壓保護(hù)技術(shù)在高壓直流輸電線路上得到了普遍應(yīng)用。低壓保護(hù)技術(shù)操作簡(jiǎn)單，但由于其反應(yīng)速度慢、整定依據(jù)不充分、不能分辨線路高阻故障和區(qū)外故障等明顯缺點(diǎn)，因此，在今后的技術(shù)發(fā)展中，還有許多問(wèn)題需要得到有效解決。

4結(jié)束語(yǔ)

總之，繼電保護(hù)技術(shù)對(duì)電網(wǎng)發(fā)展起著舉足輕重的作用，電網(wǎng)企業(yè)有必要深入探討其在直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)中的應(yīng)用，并采用相應(yīng)的繼電保護(hù)技術(shù)來(lái)有效地保護(hù)直流輸電線路系統(tǒng)的運(yùn)行。同時(shí)，電網(wǎng)企業(yè)還需要找出繼電保護(hù)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中的不足之處，對(duì)其進(jìn)行完善和改進(jìn)，探索存在的隱患，為今后我國(guó)高壓直流輸電線路系統(tǒng)的發(fā)展提供有效地保障。

參考文獻(xiàn)：

[1]宋宇程，鄭巧.高壓直流輸電系統(tǒng)保護(hù)專利技術(shù)綜述[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2020（19）：21-22.

[2]吳凡.高壓直流輸電線路繼電保護(hù)技術(shù)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（21）：212-213.

[3]張明，王月琦.淺談高壓直流輸電對(duì)交流電網(wǎng)繼電保護(hù)影響[J].南國(guó)博覽，2019（04）：386.