浅析高压直流输电线路继电保护技术

关世照

摘 要：近年来，我国在积极进行现代化建设的过程中，加大了电力系统的建设力度，高压直流输电线路就是在这种情况下产生并进行有效应用的，其在使用过程中，呈现出了极大的优势，不仅可以进行便捷的功率调节，还可以进行大容量的电能输送等，从长远的角度来看，高压直流输电线路拥有更加广阔的发展前景。而其在应用过程中，要想实现较高的稳定性与可靠性，必须对继电保护技术进行充分的应用，在这种情况下，积极加强高压直流输电线路继电保护技术研究具有重要意义。

关键词：高压直流输电线路；继电保护技术；影响因素；应用

继电保护是电力系统正常运行过程中的重要环节，不仅可以促使电力系统稳定运行，还能够提升其安全性。电力系统运行中包含多个组成部分，一旦某一环节发生故障，会对整个系统的稳定性造成损害，如大面积停电以及震荡现象在系统中的产生等。这样一来将给我国企业及人们的正常生活带来极大的不便和损失。因此，现阶段在高压直流输电线路应用越来越广泛的背景下，积极加强继电保护技术的研究具有重要意义。

一、影响高压直流输电线路继电保护的因素

（一）电容电流

同传统的线路相比，高压直流输电线路拥有较大的优势，主要体现在其应用过程中较小的自然功率和波阻，以及较大的电容等。然而这些特点在充分发挥功能的过程中，将极大的影响差动保护整定，因此要想促使可靠性和安全性在该线路中进行充分的体现，必须将科学的补偿措施应用于电容电流当中[ 1 ]。并且，受分布电容因素的左右，当故障产生于高压直流输电线路中时，将会转变线性关系在继电器测量阻抗与故障距离之间的体现，导致双曲正切函数得以产生，这一过程中，传统的继电保护措施无法有效的发挥自身功能。

（二）过电压

故障产生于该线路的过程中，会延长电弧熄灭的时间，严重者将导致不消弧产生于线路当中，受电路电容因素的作用，在同一时间内，不同同时断开存在于两头的开关，这一过程中，系统会在来回折反射行波的影响下无法正常工作。

（三）电磁暂态过程

该线路在使用过程中，拥有较长的线路，一旦操作过程中产生故障，将会导致较大的高频分量幅值，因此导致滤除高频分量的过程中将会产生极大的阻碍，促使偏差在电气测量结果中加大，并且，在高频分量的半波算法当中，无法提升其准确性，这样一来就很容易导致饱和现象产生于电流互感器当中[ 2 ]。

二、高压直流输电线路继电保护技术的应用

（一）行波暂态量保护

一旦相关的故障产生于高压直流输电线路当中，反行波现象是不可避免的，此时要想保证整个系统可以进行稳定的运行，必须积极采取有效措施来保护行波，继电保护技术在高压直流输电线路当中的应用，这一环节具有较大的重要性。从现阶段我国高压直流输电线路应用的过程来看，主要包含ABB和SIEM ENS两种方案来提升包含行波的力度，其中，后者在能使用过程中，该保护措施是建立在电压积分原理的基础之上的，一旦发生故障，对其进行启动来保护行波的时间最长将在二十秒内完成，而最短时间也需要十六秒，同前者相比，其拥有更加良好的抗干扰性；而前者在使用过程中，保护行波的工作主要是对地膜波和极波的检测原理进行了应用，运行中能够对10ms中的图变量进行有效的检测，促使反行波图变量可以得到充分的掌握。在特定的状态下，在对反行波波变量进行识别的过程中，还可以对电流图变量以及微分启动等进行应用。现阶段，该技术在应用过程中，行波保护的功能还存在一定的不足，如较低的耐过渡电阻功能等，同时，在进行整定的过程中，依据也不健全，同时拥有不严密的理论体系。新时期，我国在进行高压直流输电线路应用的过程中，要想提升行波保护效率，相关研究人员提出将其同数学形态学滤波技术进行有效结合，希望能够提升其功能。

（二）微分欠压保护

作为一种重要的保护措施，微分欠压保护在使用过程中，需要对电压微分数值以及电压幅值水平进行应用，该保护措施在使用过程中，不仅可以进行有效的主体包含，还能够充分发挥后背保护作用。目前，ABB和SIEM ENS两种方案在使用过程中，主要将电压微分以及电压水平在该线路中的体现作为主要的检测对象，在使用中，前者能够实现20ms的上升延时，上升沿宽度产生于电压变化当中，当未达到某一标准的过程中，该保护措施的后备保护功能可以得到充分的发挥，但是该保护技术在应用过程中并没有耐过渡电阻效率[ 3 ]。同行波保护相比，该保护方式拥有更加强烈的灵敏度和稳定性，但是动作速度相对缓慢，现阶段以上两种技术在使用过程中，都还存在一定的不足。

（三）低电压保护

现阶段，我国高压直流输电线路在使用过程中，最常用的继电保护措施就是低电压保护。其运行过程中，需要对检测电压幅值的工作进行充分的应用，在面对不同的保护对象过程中，该保护措施联通线路低电压和机控低电压两种保护措施能够充分发挥保护功能[ 4 ]。后者在使用过程中拥有比前者更低的保护定值，一旦故障产生于线路当中，后者可以及时对故障极进行闭锁，前者会在将线路重启程序进行启动的过程中来实现对线路的保护。低电压保护措施在应用过程中，拥有相对简单的设计，然而在使用过程中，整定依据存在一定科学性和系统性，导致相关工工作人员在工作中无法有效的对故障进行判断，拥有相对缓慢的动作速度。

三、结论

综上所述，新时期，在社会经济不断进步的背景下，为了提升电能可靠性，我国积极进行了电网建设，高压直流输电线路的有效应用，实现了电力系统运行的较小波阻、较大输送功率以及较大电容等功能，而这一过程中，对继电保护技术的要求也越来越高，在这种情况下，本文首先探讨了影响高压直流输电线路继电保护的因素，在对其进行充分掌握的基础上，有针对性的对加强继电保护技术的应用展开了探讨。

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] 张映鸿.基于Hilbert-Huang变换的高压直流输电线路保护研究[D].华南理工大学，2013.

[3] 王永治.输电线路故障全模型电磁暂态分析及行波测距应用研究[D].昆明理工大学，2015.

[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.