淺析電氣運行的高壓線路保護問題及解決辦法

曹飛

摘要：目前高壓/特高壓直流輸電工程中基于行波等原理的直流線路快速保護的耐高阻能力不強，而針對高阻接地故障的基于差動等原理的慢速保護的動作速度又很慢。交流線路保護中靠近電源側的前加速先無選擇性地快速動作，而后再通過重合閘來糾正這種非選擇性動作。文中將前加速概念引入直流輸電線路快速保護中，達到直流線路故障下保護既快速又能適應高阻接地的目的;先動作移相而后通過閉鎖等措施來糾正這種非選擇性動作。分析了增加前加速段后需要考慮的問題，對故障過渡電阻阻值進行了估算。仿真驗證顯示線路末端500Ω接地故障約2ms動作時區分區外故障仍然存在較大的裕度。

關鍵詞：高壓直流輸電;線路保護;問題

引言

改革開放在我國已經走過四十個年頭，科學技術為人們的日常生活帶來翻天覆地的變化，對于能源的需求越來越高，高壓直流輸電線路的建設逐漸增多，正在擴大應用范圍之中，在進行高壓直流輸電線路的故障排查中，對于繼電的保護技術一直是重要的關注點，在繼電保護技術上存在著不足與缺陷，嚴重影響著電力系統的進一步發展，如何在高壓直流輸送線路中進行繼電保護技術的優化升級，本文進行了深入的探究與分析，并提出合理性的解決方案。

1高壓直流輸電線路概述

高壓直流輸電線路是利用穩定的直流電進行電力的傳輸，具有無感抗、無容抗、無同步等優點，與交流輸電相比，直流輸電的輸送電容量更高、輸電的距離更遠、電流網絡的建立更加容易、高壓功率的調節更加方便等眾多的優勢特點，被廣泛的應用在大功率遠距離的直流輸電之中，高壓直流輸電線路相較于交流輸電更適合我國地緣遼闊的特點。輸電過程為直流，通常是運用海底電纜輸電與陸地高空架線兩種方式，國際上第一條高壓直流輸電線路是1954年在瑞典被建造成功投入使用。高壓直流輸電可以將兩大電力系統的非同時聯網運行與不同頻率的電力系統進行聯網，可以減小輸電過程中造成的低頻振動現象。與此同時，高壓直流輸電線路在應用的過程中也面臨著很多的不足和缺陷，主要包括直流輸電系統目前來說只能實現定點輸送，不能在輸電的過程中進行電流的分支建立，盡管在創新應用的過程中已經有電力公司研發出三端直流輸電，但是還不能解決電路在分流過程中的功率控制問題，并且成本投入過高，還不能進行實際上的投入使用。

2高壓直流輸電線路繼電保護存在的問題

2.1頻率問題

頻率異常問題的性能可以理解為：系統頻率與額定頻率之間存在較大差異。如果系統工作頻率在規定范圍內超過0.2HZ，且AGC輸入頻率高于0.1HZ的正常范圍，則會發生嚴重異常。如發電機故障、系統運行效率的突然變化等。以上問題需要引起足夠的重視，對系統正常運行的危害是極其嚴重的，安全隱患更是嚴重。

2.2開關跳閘、開關故障

最明顯的表現是部分設備、設備等出現開關跳閘問題，部分燈卡按鈕正在閃爍。在這種情況下，監視系統可能具有指示故障、零指示等狀態。可以看出，開關跳閘會給系統運行帶來較大的問題，對核心部件的損壞極為突出，有必要及時進行全面的檢查和處理。如果開關故障，報警系統將被觸發。警告聲將會響起，相應的開關指示將會受到負面影響。這種優勢甚至可能導致電源、電流等指示設備出現故障，如指示出現零的問題。

2.3母線故障

設備總線故障問題十分嚴重，可能導致系統設備大規模停機和報警狀態。此外，在母線故障下，電氣參數可能會有較大的波動。過于嚴重的故障問題也會導致母線開關跳閘，導致電壓降至零。一般情況下，母線故障是高壓線路中的一種嚴重故障，其危害極其突出，需要引起相關操作人員的足夠重視。

3如何提高高壓線路保護工作的幾點建議

3.1提升高壓直流輸電的保護配置整體升級

在高壓直流輸電的保護配置整體升級過程中，首先要提升電力公司對于繼電保護的重視，只有管理層的重視才能促進對繼電保護的投入與發展，對整體保護裝置進行整體性能提升進行的研發投入，加大科研力度才能在根本上創新保護裝置的升級;其次，在進行保護配置的整體升級中，需要加強對縱聯電流差動的保護，在縱聯電流差動的應用中可以實現多段保護，加強電力輸送的安全性，當下的縱聯電流差動保護沒有關注到電容流量的問題，導致電流差動速度的減緩，在進行創新升級的過程中，可以加強對故障延遲的提升，減小延遲，促進故障解決的速度提升;最后，在保護配置的整體升級中，需要加強對智能化保護控制系統的建立，在高壓直流輸電線路的建造與維護過程中，加強智能化控制系統的完善，促進電流輸送的故障檢測規模化、專業化升級。以此推動可靠的高壓直流輸電線路保護系統的建立，加快對故障的排查與檢修速度，要從自動研發的角度去進行針對性的問題解決，提升繼電保護系統與我國電力發展的特點匹配，將具體的輸電問題進行針對性解決。

3.2進行科學有效的管理

安全可靠的運行需要更完善的機制和系統來支撐它。作為電力公司，我們必須認識到加強輸電網絡維護和輸電網絡的重要性。因此我們需要不斷強化經營管理工作中的管理機制，更好地滿足電力客戶的需求。具體來說，輸電網應配備專業的維修和維修人員和監控人員，隨時根據運行情況進行檢查和記錄，有效控制所有設備的運行狀態，同時加強監控他們的運行狀態。在通過對獲得的狀況運行的數據之后，系統要進行數據分析得到其風險的評估，并根據風險相應采取措施進行處理。另外，在輸電網運行中應引入更先進的科學技術，這樣來保證輸電網的運行的可靠性和穩定性。例如，可以把計算機技術、自動化技術等可以結合到輸電網絡操作中。先進的科學技術可以減少電力操作對人力的依賴，大大減少人力投資和資金成本的投入，同時還可以更好、更準確地保證輸電網的運行，提供更多的安全性和可靠性。為廣大消費者保持穩定、可靠的電力服務。

3.3加大配網調控自動化建設

采用統一的監控體系，及時規范監控信息。不斷升級電力系統的信息化設備，定期進行檢測和運行維護，及時排查可能出現的安全隱患。同時，積極整合有效資源，實現分銷網絡監管業務自動化建設的飛躍，同時提高城市配高壓線路線路的基本數據。目前，城市配高壓線路對配高壓線路運行的控制措施不足。基本不具備饋線、輸電變壓器等控制設備的故障診斷條件。為了提高供電的可靠性和服務水平，建議加快城市配高壓線路自動化的建立和建設。假設配高壓線路自動化是有效的。實施后，線路故障的隔離運行時間將大大縮短，用戶的電源將盡快恢復，質量服務將大大提高。

結語

綜上所述，我國的電力系統在不斷的完善與發展過程中，要想對高壓直流輸電線路繼續擴大應用，需要進行理論上的技術創新，尤其是對于繼電保護技術的提升，應當提升工作人員的綜合素質;提升對于繼電保護的重視程度;提升科技創新在繼電保護中的應用程度;最后還要提升政府在電力系統整體發展中的宏觀調控作用，多方共同發展才能在根本上對高壓直流輸電線路進行綜合的升級與創新，進一步促進我國電力系統的長期穩定發展。

參考文獻

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