特高壓輸電線路繼電保護的原理與技術分析

陳臣 史博仁 詹穎威 任晨曦

摘要：在我國電網運行的實際應用中，高壓輸電線路系統占據著主導地位，其自身優勢較為明顯，能夠有效促進我國電網技術的高速發展。因此，使用繼電保護技術對高壓輸電線路進行有效保護意義重大，繼電保護技術能夠有效保障高壓輸電線路的運行效率及運行質量，為高壓輸電線路的應用和發展鋪平道路。

關鍵詞：高壓輸電線路;繼電保護技術;研究

引言

電力工程在社會實踐中發揮著巨大的作用，強調電力工程建設的質量提升，同時關注電力工程的穩定運行，這于實踐來講意義顯著。在電力行業迅速發展的當今社會，高壓輸電線路工程逐步的運用渠道交流輸電，并成為了現階段輸電的主要方式，所以為了保證輸電的穩定和安全，強調高壓輸電線路有突出的現實價值。繼電保護技術在高壓輸電線路當中的應用對線路安全和運行穩定發揮著重要作用，所以分析研究繼電保護技術的實際應用有顯著價值。人工智能技術在繼電保護實踐中的利用實現了繼電保護的加強，這為高壓輸電線路保護效果提升打下了堅實基礎，所以分析相關技術的應用等有顯著價值。

1、特高壓輸電線路繼電保護的基本原理

繼電保護是目前電力線路安全和元件安全保證中使用的重要手段，其具體指的是對電力系統中發生的故障或異常情況進行檢測，從而發出報警信號，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。就應用實踐中的繼電保護分析來看，其基本的任務是在電力系統出現故障的時候，在可能實現的最短時間和最小區域內自動的進行設備故障的系統切除，或者是進行故障信號的發出，基于故障信號，相關人員可以實現對故障的排除以及工況的調整，這樣，設備損壞或者是相鄰區域供電影響問題會得到有效的控制。基于繼電保護的基本原理和任務實現做分析，其基本的原理結構圖如圖1所示。

2、繼電保護在高壓輸電線路當中的應用價值

分析研究繼電保護在高壓輸電線路中的具體利用，明確繼電保護在實踐中的應用價值，這對于肯定繼電保護和應用繼電保護技術有突出的現實意義。總結高壓輸電線路當中的繼電保護應用，其主要價值體現在兩個方面。

（1）繼電保護的應用有效預防了高壓輸電線路故障。對高壓輸電線路的運行做分析發現其故障的產生與保護不利有顯著的關系。研究表明，在高壓輸電線路的運行實踐中，總結分析線路運行可能出現的故障，并針對故障進行保護措施的利用，這樣，線路故障的發生率會顯著降低，故障對線路輸電的實際效果也會明顯的減弱。在高壓輸電線路當中應用繼電保護，使其對線路故障進行預防，這樣線路自身的安全性表現會更加的突出。

（2）高壓輸電線路當中的繼電保護利用能夠為線路運維成本節約提供幫助。基于高壓輸電線路的運行實踐做分析，在一般的情況下，線路運維的成本相對比較低廉，但是在線路出現故障的時候，因為要更換設備或者是線路，所以維修成本會顯著提升。再者，如果故障不能及時的預防，其會導致高壓輸電線路的故障范圍擴大和設備、元件損壞數量增多，這會造成比較大的經濟損失。強調高壓輸電線路中的繼電保護技術利用，預防故障，因為故障造成的維修成本提升現象會得到有效的控制。

3、特高壓輸電線路繼電保護的原理與技術應用

3.1、微分欠壓保護

高壓輸電線路的微分欠壓保護技術是通過采用電壓幅值水平、電壓微分數值對線路進行有效保護，高壓輸電線路的主保護、后備保護是其主要形式。通過 ABB、SIEMEN 方案分析可得出，微分欠壓保護技術主要是利用電壓水及電壓微分的測量數據作為實現的依據。微分欠壓保護技術在測定 20ms 的電壓微分定值上升延展過程中，如發生行波保護退出運行的情況，則此技術能用有效發揮其后備保護的作用。但與此同時，微分欠壓保護技術仍存在不少缺點，例如，耐過渡電阻性能有限及靈敏度較低等問題，因此，電網企業需加強微分欠壓保護技術的研究，有效解決其缺陷和問題。

3.2、行波暫態量保護

高壓輸電線路出現故障時產生的反行波現象，將會對高壓輸電線路系統運行穩定造成不利影響，因此，電網企業需采取有效的行波暫態量保護技術對高壓輸電線路進行有效保護，以此保障線路運行的穩定性。行波暫態量保護可分為有通道行波保護及無通道行波保護，有通道行波保護又能夠分為行波電流極性比較式方向保護、行波幅值比較式方向保護、行波極性比較式方向保護、行波判別式比較式方向保護及行波差動保護。現如今，電網企業通常采用ABB、SIEMEN 方案開展行波保護，在 ABB 方案中，電網企業通過地模波與極波的測量原理，對反行波圖變量進行有效檢測。同時，電網企業還能夠通過電流圖變量、微分啟動圖變量、用電壓圖變量等方式，在特殊情況下對其進行有效識別。SIEMEN 方案主要利用電壓積分原理對反行波實行保護措施，相較 ABB 方案，其抗干擾能力有所提升，但是啟動保護的速度則較為緩慢。兩種反行波保護措施在具體實施過程中也存在一定缺陷，如耐過渡電阻能力不理想、理論系統不嚴謹、整定依據缺乏等缺點。因此，電網企業需對其進行有效、完善地處理，在行波保護判斷過程中，應對故障線路通過不同電阻的電壓變量圖進行合理分析，制定有效的保護方案，同時，結合高壓輸電線路的實際運行狀況，選擇有效的行波保護措施，以此保障高壓輸電線路的安全穩定。

3.3、縱聯電流差動保護

通過使用雙、多端電氣量，有效保障線路故障時保護動作的絕對選擇性，是縱聯電流差動保護的技術原理。在高壓輸電線路的應用過程中，電網企業利用構造差動判據及兩端加電流對線路進行保護，極易忽略高壓輸電線路分布電容的影響作用，導致差動保護的判據在暫態過程結束后才能成立。因此，縱聯電流差動保護技術的主要作用是切除高阻故障，有效延長確認故障后投入的時間，屬于高壓輸電線路中的后備保護。

3.4、低電壓保護

高壓輸電線路低壓保護技術的主要作用是對電壓幅值水平的檢測，但是，其技術未能在高壓輸電線路工程中得到廣泛應用，其在繼電保護方面的研究、依據、原理等技術知識也較少被提及。極控低電壓保護技術及線路低電壓保護技術是當前電網企業最主要的兩種技術方式，相較線路低電壓保護技術，極控低電壓保護技術存在保護定值低，保護動作能夠導致故障閉鎖等特點。而線路低電壓保護技術則會在線路出現故障時，觸發其重新啟動程序，因此，線路低電壓保護技術在高壓輸電線路中的應用較為普遍。低電壓保護技術操作較為簡便，但是，其具有反應速度緩慢、整定依據不足、無法區分線路高阻故障及區外故障等明顯缺點，因此，在未來技術發展中，仍有大量問題需要得到有效解決。

結束語

總而言之，繼電保護技術對電網發展具有重要的作用，電網企業需深入探索高壓輸電線路繼電保護技術的應用，并采用相應的繼電保護技術對高壓輸電線路系統的運行進行有效保護。與此同時，電網企業還需發現繼電保護技術在實際應用中的不足，對其進行完善和改進，加強高壓輸電線路系統運行問題隱患的探索，為未來我國電網系統發展提供有效保障。

參考文獻：

[1]陳俊.特高壓輸電線路繼電保護的原理與技術[J].科技風，2017（13）：203.

[2]戴星宇，施偉成，趙肖旭，荊江平，張逸婕.特高壓輸電線路繼電保護特殊問題的研究[J].科技與創新，2016（21）：91.

[3]姜凱華.特高壓輸電線路繼電保護特殊問題的研究[J].今日科苑，2015（12）：59.