特高压输电线路继电保护的原理与技术分析

陈臣 史博仁 詹颖威 任晨曦

摘要：在我国电网运行的实际应用中，高压输电线路系统占据着主导地位，其自身优势较为明显，能够有效促进我国电网技术的高速发展。因此，使用继电保护技术对高压输电线路进行有效保护意义重大，继电保护技术能够有效保障高压输电线路的运行效率及运行质量，为高压输电线路的应用和发展铺平道路。

关键词：高压输电线路;继电保护技术;研究

引言

电力工程在社会实践中发挥着巨大的作用，强调电力工程建设的质量提升，同时关注电力工程的稳定运行，这于实践来讲意义显著。在电力行业迅速发展的当今社会，高压输电线路工程逐步的运用渠道交流输电，并成为了现阶段输电的主要方式，所以为了保证输电的稳定和安全，强调高压输电线路有突出的现实价值。继电保护技术在高压输电线路当中的应用对线路安全和运行稳定发挥着重要作用，所以分析研究继电保护技术的实际应用有显著价值。人工智能技术在继电保护实践中的利用实现了继电保护的加强，这为高压输电线路保护效果提升打下了坚实基础，所以分析相关技术的应用等有显著价值。

1、特高压输电线路继电保护的基本原理

继电保护是目前电力线路安全和元件安全保证中使用的重要手段，其具体指的是对电力系统中发生的故障或异常情况进行检测，从而发出报警信号，或直接将故障部分隔离、切除的一种重要措施。就应用实践中的继电保护分析来看，其基本的任务是在电力系统出现故障的时候，在可能实现的最短时间和最小区域内自动的进行设备故障的系统切除，或者是进行故障信号的发出，基于故障信号，相关人员可以实现对故障的排除以及工况的调整，这样，设备损坏或者是相邻区域供电影响问题会得到有效的控制。基于继电保护的基本原理和任务实现做分析，其基本的原理结构图如图1所示。

2、继电保护在高压输电线路当中的应用价值

分析研究继电保护在高压输电线路中的具体利用，明确继电保护在实践中的应用价值，这对于肯定继电保护和应用继电保护技术有突出的现实意义。总结高压输电线路当中的继电保护应用，其主要价值体现在两个方面。

（1）继电保护的应用有效预防了高压输电线路故障。对高压输电线路的运行做分析发现其故障的产生与保护不利有显著的关系。研究表明，在高压输电线路的运行实践中，总结分析线路运行可能出现的故障，并针对故障进行保护措施的利用，这样，线路故障的发生率会显著降低，故障对线路输电的实际效果也会明显的减弱。在高压输电线路当中应用继电保护，使其对线路故障进行预防，这样线路自身的安全性表现会更加的突出。

（2）高压输电线路当中的继电保护利用能够为线路运维成本节约提供帮助。基于高压输电线路的运行实践做分析，在一般的情况下，线路运维的成本相对比较低廉，但是在线路出现故障的时候，因为要更换设备或者是线路，所以维修成本会显著提升。再者，如果故障不能及时的预防，其会导致高压输电线路的故障范围扩大和设备、元件损坏数量增多，这会造成比较大的经济损失。强调高压输电线路中的继电保护技术利用，预防故障，因为故障造成的维修成本提升现象会得到有效的控制。

3、特高压输电线路继电保护的原理与技术应用

3.1、微分欠压保护

高压输电线路的微分欠压保护技术是通过采用电压幅值水平、电压微分数值对线路进行有效保护，高压输电线路的主保护、后备保护是其主要形式。通过 ABB、SIEMEN 方案分析可得出，微分欠压保护技术主要是利用电压水及电压微分的测量数据作为实现的依据。微分欠压保护技术在测定 20ms 的电压微分定值上升延展过程中，如发生行波保护退出运行的情况，则此技术能用有效发挥其后备保护的作用。但与此同时，微分欠压保护技术仍存在不少缺点，例如，耐过渡电阻性能有限及灵敏度较低等问题，因此，电网企业需加强微分欠压保护技术的研究，有效解决其缺陷和问题。

3.2、行波暂态量保护

高压输电线路出现故障时产生的反行波现象，将会对高压输电线路系统运行稳定造成不利影响，因此，电网企业需采取有效的行波暂态量保护技术对高压输电线路进行有效保护，以此保障线路运行的稳定性。行波暂态量保护可分为有通道行波保护及无通道行波保护，有通道行波保护又能够分为行波电流极性比较式方向保护、行波幅值比较式方向保护、行波极性比较式方向保护、行波判别式比较式方向保护及行波差动保护。现如今，电网企业通常采用ABB、SIEMEN 方案开展行波保护，在 ABB 方案中，电网企业通过地模波与极波的测量原理，对反行波图变量进行有效检测。同时，电网企业还能够通过电流图变量、微分启动图变量、用电压图变量等方式，在特殊情况下对其进行有效识别。SIEMEN 方案主要利用电压积分原理对反行波实行保护措施，相较 ABB 方案，其抗干扰能力有所提升，但是启动保护的速度则较为缓慢。两种反行波保护措施在具体实施过程中也存在一定缺陷，如耐过渡电阻能力不理想、理论系统不严谨、整定依据缺乏等缺点。因此，电网企业需对其进行有效、完善地处理，在行波保护判断过程中，应对故障线路通过不同电阻的电压变量图进行合理分析，制定有效的保护方案，同时，结合高压输电线路的实际运行状况，选择有效的行波保护措施，以此保障高压输电线路的安全稳定。

3.3、纵联电流差动保护

通过使用双、多端电气量，有效保障线路故障时保护动作的绝对选择性，是纵联电流差动保护的技术原理。在高压输电线路的应用过程中，电网企业利用构造差动判据及两端加电流对线路进行保护，极易忽略高压输电线路分布电容的影响作用，导致差動保护的判据在暂态过程结束后才能成立。因此，纵联电流差动保护技术的主要作用是切除高阻故障，有效延长确认故障后投入的时间，属于高压输电线路中的后备保护。

3.4、低电压保护

高压输电线路低压保护技术的主要作用是对电压幅值水平的检测，但是，其技术未能在高压输电线路工程中得到广泛应用，其在继电保护方面的研究、依据、原理等技术知识也较少被提及。极控低电压保护技术及线路低电压保护技术是当前电网企业最主要的两种技术方式，相较线路低电压保护技术，极控低电压保护技术存在保护定值低，保护动作能够导致故障闭锁等特点。而线路低电压保护技术则会在线路出现故障时，触发其重新启动程序，因此，线路低电压保护技术在高压输电线路中的应用较为普遍。低电压保护技术操作较为简便，但是，其具有反应速度缓慢、整定依据不足、无法区分线路高阻故障及区外故障等明显缺点，因此，在未来技术发展中，仍有大量问题需要得到有效解决。

结束语

总而言之，继电保护技术对电网发展具有重要的作用，电网企业需深入探索高压输电线路继电保护技术的应用，并采用相应的继电保护技术对高压输电线路系统的运行进行有效保护。与此同时，电网企业还需发现继电保护技术在实际应用中的不足，对其进行完善和改进，加强高压输电线路系统运行问题隐患的探索，为未来我国电网系统发展提供有效保障。

参考文献：

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