1000kV特高压线路继电保护特殊问题分析

吉利

摘 要：1000kV特高压线路在电力系统中的应用具有良好的技术和经济优势，其输电线路距离长、电容量比较大，这对于继电保护的要求比较高。为了充分发挥继电保护的重要作用，应高度重视 1000kV 特高压线路继电保护特殊问题，优化特高压线路继电保护，确保 1000kV特高压线路的稳定性和安全性。本文分析了 1000kV特高压线路继电保护基本要求，阐述了1000kV特高压线路继电保护特殊问题，以供参考。

关键词：特高压线路；继电保护；问题

0.引言

特高压输电线路具备很独特的特性，所选择的线路是八分裂导线，这种线路形式具备非常大的空间，同时其中还分布了非常高度的电容，这在很大程度上对电路中存在的损失情况有所减少。近年来特高压输电技术的推广应用，极大地解决了我国能源分布与消费不平衡的问题，完成资源的优势转变，完成了经济发展的增长需要，提升了电网的承载能力，也能够对国家对于降低资源的能耗有所作用。

特高压输电线路需要满足线路运行的可靠性以及灵敏性等要求，另外还要具备很好的保护作用，如果线路发生故障，能够实现备用设备的及时启动，对故障发生的原因进行分析，从而针对故障问题采取相应的措施进行解决，避免发生更加严重的电路问题。

1.特高压输电线路继电保护要求

其基本要求如下：（1）要具备后备保护的系统设备，一般是需要具备能够快速完成全线路故障的切除以及拥有独立运行保护能力的设备，无论是在哪种情况下，都要保证在主保护设备发生故障去进行检修或者是无法运行时，其能够实现后备的保护工作。（2）对主保护设备的动作以及灭弧时间要有所要求，不能够超过过电压的最高值。（3）在承担有负荷状态下，从两端对线路进行切除，所形成的时间差不能够超过限定值，要积极的根据绝缘子以及电压进行计算，对最大值进行规定，因而这也是一项重要的规定。（4）为了能够对过电压问题进行限制，要对自动重合闸启动时间有所规定，如果重合闸失败，两侧的对端要对电压进行降低。（5）谐振过电压咋计算中通过两相的运行状态来实现，如果超过了允许值，那么单相重合闸就可以运用于其中。（6）断路器投入/跳开要半自动化来保证两端投入、断开的时间差不超过规定值。（7）在并联电抗器选择时，要对因为切除故障而导致发生的过电压情况进行考虑，为了能够降低电抗器输送中发生无功损耗工作，要将电抗器投入使用，对于并联电抗器应有一投/切的自动装置，由线路保护启动。

2.1000kV 特高压线路继电保护基本要求

1000kV 特高压线路继电保护要满足可靠性 、 选择性 、灵敏性、速动性的要求，和超高压和一般高压线路相比，继电保护要具有较大的冗余度和良好独立性。 1000kV特高压线路继电保护配置可确保被保护线路在任何运行状态下一旦出现故障，都能够实现快速、无延时的保护，快速切除线路两端故障，防止发生电气设备损坏、 系统不稳定性或者过电压等安全事故。 1000kV特高压线路继电保护一方面要確保不产生影响绝缘子和电气设备的过电压，另一方面保障 1000kV特高压线路的稳定性。由于 1000kV特高压线路上的绝缘子无法承受较大的过电压，因此过电压会影响绝缘子的绝缘能力，甚至会导致绝缘击穿。 为了确保过电压控制在允许范围内，1000kV特高压线路两端继电保护故障切除时间远远大于一端断开、一端投入的时间，为了确保特高压线路的稳定运行，线路继电保护应从两端快速切断故障，严禁一端保护一端断开。 为了满足1000kV特高压线路输电要求，一种是主保护，另一种是允许跳闸信号或者传送跳闸信号的后备保护，确保1000kV特高压线路两端切断故障的时间差控制在 30—40ms，考虑到线路两端断路器和继电保护时间差为20ms。从跳闸线圈到保护屏、直流电源、电压互感器、电流互感器，主保护设置应完全独立。

3 .1000kV 特高压线路继电保护特殊问题

3.1 电容电流问题

为了提高 1000kV 特高压线路的传输能力，应尽量减少特高压线路的电感和电阻，增大电容，降低漏电导。 1000kV 特高压线路比 500kV 输电线路，电容电流、传输功率和阻抗角不断增大，受到分布电流电容的影响，特高压线路两侧电流的相角和幅值发生较大变化，并且由于存在电流电容，严重影响了线路的差动保护，当 1000kV 特高压线路减小负荷电流时，会降低差动保护的可靠性和灵敏度，通过过渡电阻接地后很容易发生保护拒动，因此需设置并联电抗器，采用有效的电流电容补偿措施，从而提高特高压线路差动保护的准确性和可靠性。

3.2暂态过程问题

1000kV特高压线路的暂态过程问题 ，会产生高频振荡分量和严重的电容电感谐振，当处于暂态过程时，特高压线路的电流电压幅值和相位发生畸变，产生大量的谐波。 当特高压线路电阻比较大、负荷较小时，容易发生接地短路，出现严重的波形畸变。由于1000kV 特高压线路频率越大，等值容抗也越大，在高频分量条件下，应尽量降低等值容抗。 特高压线路末端如果发生故障，电流高频分量较大，其主要包含 11—13 次谐波和 2—4 次谐波，而存在谐波会影响特高压线路继电保护计算精度，容易导致继电保护稳态超越，特别是对于接近基波的谐波，应在 1000kV 特高压线路合适位置上设置带阻滤波器。

4.过渡电阻问题

1000kV 特高压线路的过渡电阻约为 600Ω， 由于输送电距离较长，电流流过 600Ω 电阻线路末端时，会大幅度降低零序电压，这时无法结合 1000kV 特高压线路的电压情况来正确判断出现接地故障还是处于正常运行状态， 无法准确判断零序方向保护，导致零序方向保护拒动，结合纵联距离、纵联方向的主保护原理，对 1000kV 特高压线路接地故障，采用纵联零序主保护，配合线路继电保护，准确判别特高压线路过渡电阻短路问题。

5.纵联保护问题

1000kV 特高压线路的分布电容和电压等级不均等会影响纵联保护， 特高压线路两端断路器同步断开只是一种理想方式，一端线路在电源作用下，反射来的行波，会造成特高压线路产生过电压。分布电容对 1000kV 特高压线路产生的电容充电电流，影响线路的纵联差动保护，因此要在特高压线路上架设补偿电抗器，避免在正常运行状态发生保护误动。

结束语：

1000kV 特高压线路具有电流电容和分布电容较大 、波阻抗小、电能输送线路长等特点，和普通输电线路相比，1000kV特高压线路继电保护问题更加突出， 应选择科学合理的保护方式，确保 1000kV 特高压线路处于正常运行状态。

参考文献：

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