淺析高壓直流輸電線路繼電保護技術

關世照

摘 要：近年來，我國在積極進行現代化建設的過程中，加大了電力系統的建設力度，高壓直流輸電線路就是在這種情況下產生并進行有效應用的，其在使用過程中，呈現出了極大的優勢，不僅可以進行便捷的功率調節，還可以進行大容量的電能輸送等，從長遠的角度來看，高壓直流輸電線路擁有更加廣闊的發展前景。而其在應用過程中，要想實現較高的穩定性與可靠性，必須對繼電保護技術進行充分的應用，在這種情況下，積極加強高壓直流輸電線路繼電保護技術研究具有重要意義。

關鍵詞：高壓直流輸電線路；繼電保護技術；影響因素；應用

繼電保護是電力系統正常運行過程中的重要環節，不僅可以促使電力系統穩定運行，還能夠提升其安全性。電力系統運行中包含多個組成部分，一旦某一環節發生故障，會對整個系統的穩定性造成損害，如大面積停電以及震蕩現象在系統中的產生等。這樣一來將給我國企業及人們的正常生活帶來極大的不便和損失。因此，現階段在高壓直流輸電線路應用越來越廣泛的背景下，積極加強繼電保護技術的研究具有重要意義。

一、影響高壓直流輸電線路繼電保護的因素

（一）電容電流

同傳統的線路相比，高壓直流輸電線路擁有較大的優勢，主要體現在其應用過程中較小的自然功率和波阻，以及較大的電容等。然而這些特點在充分發揮功能的過程中，將極大的影響差動保護整定，因此要想促使可靠性和安全性在該線路中進行充分的體現，必須將科學的補償措施應用于電容電流當中[ 1 ]。并且，受分布電容因素的左右，當故障產生于高壓直流輸電線路中時，將會轉變線性關系在繼電器測量阻抗與故障距離之間的體現，導致雙曲正切函數得以產生，這一過程中，傳統的繼電保護措施無法有效的發揮自身功能。

（二）過電壓

故障產生于該線路的過程中，會延長電弧熄滅的時間，嚴重者將導致不消弧產生于線路當中，受電路電容因素的作用，在同一時間內，不同同時斷開存在于兩頭的開關，這一過程中，系統會在來回折反射行波的影響下無法正常工作。

（三）電磁暫態過程

該線路在使用過程中，擁有較長的線路，一旦操作過程中產生故障，將會導致較大的高頻分量幅值，因此導致濾除高頻分量的過程中將會產生極大的阻礙，促使偏差在電氣測量結果中加大，并且，在高頻分量的半波算法當中，無法提升其準確性，這樣一來就很容易導致飽和現象產生于電流互感器當中[ 2 ]。

二、高壓直流輸電線路繼電保護技術的應用

（一）行波暫態量保護

一旦相關的故障產生于高壓直流輸電線路當中，反行波現象是不可避免的，此時要想保證整個系統可以進行穩定的運行，必須積極采取有效措施來保護行波，繼電保護技術在高壓直流輸電線路當中的應用，這一環節具有較大的重要性。從現階段我國高壓直流輸電線路應用的過程來看，主要包含ABB和SIEM ENS兩種方案來提升包含行波的力度，其中，后者在能使用過程中，該保護措施是建立在電壓積分原理的基礎之上的，一旦發生故障，對其進行啟動來保護行波的時間最長將在二十秒內完成，而最短時間也需要十六秒，同前者相比，其擁有更加良好的抗干擾性；而前者在使用過程中，保護行波的工作主要是對地膜波和極波的檢測原理進行了應用，運行中能夠對10ms中的圖變量進行有效的檢測，促使反行波圖變量可以得到充分的掌握。在特定的狀態下，在對反行波波變量進行識別的過程中，還可以對電流圖變量以及微分啟動等進行應用。現階段，該技術在應用過程中，行波保護的功能還存在一定的不足，如較低的耐過渡電阻功能等，同時，在進行整定的過程中，依據也不健全，同時擁有不嚴密的理論體系。新時期，我國在進行高壓直流輸電線路應用的過程中，要想提升行波保護效率，相關研究人員提出將其同數學形態學濾波技術進行有效結合，希望能夠提升其功能。

（二）微分欠壓保護

作為一種重要的保護措施，微分欠壓保護在使用過程中，需要對電壓微分數值以及電壓幅值水平進行應用，該保護措施在使用過程中，不僅可以進行有效的主體包含，還能夠充分發揮后背保護作用。目前，ABB和SIEM ENS兩種方案在使用過程中，主要將電壓微分以及電壓水平在該線路中的體現作為主要的檢測對象，在使用中，前者能夠實現20ms的上升延時，上升沿寬度產生于電壓變化當中，當未達到某一標準的過程中，該保護措施的后備保護功能可以得到充分的發揮，但是該保護技術在應用過程中并沒有耐過渡電阻效率[ 3 ]。同行波保護相比，該保護方式擁有更加強烈的靈敏度和穩定性，但是動作速度相對緩慢，現階段以上兩種技術在使用過程中，都還存在一定的不足。

（三）低電壓保護

現階段，我國高壓直流輸電線路在使用過程中，最常用的繼電保護措施就是低電壓保護。其運行過程中，需要對檢測電壓幅值的工作進行充分的應用，在面對不同的保護對象過程中，該保護措施聯通線路低電壓和機控低電壓兩種保護措施能夠充分發揮保護功能[ 4 ]。后者在使用過程中擁有比前者更低的保護定值，一旦故障產生于線路當中，后者可以及時對故障極進行閉鎖，前者會在將線路重啟程序進行啟動的過程中來實現對線路的保護。低電壓保護措施在應用過程中，擁有相對簡單的設計，然而在使用過程中，整定依據存在一定科學性和系統性，導致相關工工作人員在工作中無法有效的對故障進行判斷，擁有相對緩慢的動作速度。

三、結論

綜上所述，新時期，在社會經濟不斷進步的背景下，為了提升電能可靠性，我國積極進行了電網建設，高壓直流輸電線路的有效應用，實現了電力系統運行的較小波阻、較大輸送功率以及較大電容等功能，而這一過程中，對繼電保護技術的要求也越來越高，在這種情況下，本文首先探討了影響高壓直流輸電線路繼電保護的因素，在對其進行充分掌握的基礎上，有針對性的對加強繼電保護技術的應用展開了探討。

參考文獻：

[1] 韓昆侖.高壓直流輸電系統換流器與線路保護動態特性分析與整定研究[D].華南理工大學，2013.

[2] 張映鴻.基于Hilbert-Huang變換的高壓直流輸電線路保護研究[D].華南理工大學，2013.

[3] 王永治.輸電線路故障全模型電磁暫態分析及行波測距應用研究[D].昆明理工大學，2015.

[4] 張保會，孔飛，張嵩，張愛玲，吳慶范，甄威.高壓直流輸電線路單端暫態量保護裝置的技術開發[J].中國電機工程學報，2013，

04：179-185+24.