浅析电气运行的高压线路保护问题及解决办法

曹飞

摘要：目前高压/特高压直流输电工程中基于行波等原理的直流线路快速保护的耐高阻能力不强，而针对高阻接地故障的基于差动等原理的慢速保护的动作速度又很慢。交流线路保护中靠近电源侧的前加速先无选择性地快速动作，而后再通过重合闸来纠正这种非选择性动作。文中将前加速概念引入直流输电线路快速保護中，达到直流线路故障下保护既快速又能适应高阻接地的目的;先动作移相而后通过闭锁等措施来纠正这种非选择性动作。分析了增加前加速段后需要考虑的问题，对故障过渡电阻阻值进行了估算。仿真验证显示线路末端500Ω接地故障约2ms动作时区分区外故障仍然存在较大的裕度。

关键词：高压直流输电;线路保护;问题

引言

改革开放在我国已经走过四十个年头，科学技术为人们的日常生活带来翻天覆地的变化，对于能源的需求越来越高，高压直流输电线路的建设逐渐增多，正在扩大应用范围之中，在进行高压直流输电线路的故障排查中，对于继电的保护技术一直是重要的关注点，在继电保护技术上存在着不足与缺陷，严重影响着电力系统的进一步发展，如何在高压直流输送线路中进行继电保护技术的优化升级，本文进行了深入的探究与分析，并提出合理性的解决方案。

1高压直流输电线路概述

高压直流输电线路是利用稳定的直流电进行电力的传输，具有无感抗、无容抗、无同步等优点，与交流输电相比，直流输电的输送电容量更高、输电的距离更远、电流网络的建立更加容易、高压功率的调节更加方便等众多的优势特点，被广泛的应用在大功率远距离的直流输电之中，高压直流输电线路相较于交流输电更适合我国地缘辽阔的特点。输电过程为直流，通常是运用海底电缆输电与陆地高空架线两种方式，国际上第一条高压直流输电线路是1954年在瑞典被建造成功投入使用。高压直流输电可以将两大电力系统的非同时联网运行与不同频率的电力系统进行联网，可以减小输电过程中造成的低频振动现象。与此同时，高压直流输电线路在应用的过程中也面临着很多的不足和缺陷，主要包括直流输电系统目前来说只能实现定点输送，不能在输电的过程中进行电流的分支建立，尽管在创新应用的过程中已经有电力公司研发出三端直流输电，但是还不能解决电路在分流过程中的功率控制问题，并且成本投入过高，还不能进行实际上的投入使用。

2高压直流输电线路继电保护存在的问题

2.1频率问题

频率异常问题的性能可以理解为：系统频率与额定频率之间存在较大差异。如果系统工作频率在规定范围内超过0.2HZ，且AGC输入频率高于0.1HZ的正常范围，则会发生严重异常。如发电机故障、系统运行效率的突然变化等。以上问题需要引起足够的重视，对系统正常运行的危害是极其严重的，安全隐患更是严重。

2.2开关跳闸、开关故障

最明显的表现是部分设备、设备等出现开关跳闸问题，部分灯卡按钮正在闪烁。在这种情况下，监视系统可能具有指示故障、零指示等状态。可以看出，开关跳闸会给系统运行带来较大的问题，对核心部件的损坏极为突出，有必要及时进行全面的检查和处理。如果开关故障，报警系统将被触发。警告声将会响起，相应的开关指示将会受到负面影响。这种优势甚至可能导致电源、电流等指示设备出现故障，如指示出现零的问题。

2.3母线故障

设备总线故障问题十分严重，可能导致系统设备大规模停机和报警状态。此外，在母线故障下，电气参数可能会有较大的波动。过于严重的故障问题也会导致母线开关跳闸，导致电压降至零。一般情况下，母线故障是高压线路中的一种严重故障，其危害极其突出，需要引起相关操作人员的足够重视。

3如何提高高压线路保护工作的几点建议

3.1提升高压直流输电的保护配置整体升级

在高压直流输电的保护配置整体升级过程中，首先要提升电力公司对于继电保护的重视，只有管理层的重视才能促进对继电保护的投入与发展，对整体保护装置进行整体性能提升进行的研发投入，加大科研力度才能在根本上创新保护装置的升级;其次，在进行保护配置的整体升级中，需要加强对纵联电流差动的保护，在纵联电流差动的应用中可以实现多段保护，加强电力输送的安全性，当下的纵联电流差动保护没有关注到电容流量的问题，导致电流差动速度的减缓，在进行创新升级的过程中，可以加强对故障延迟的提升，减小延迟，促进故障解决的速度提升;最后，在保护配置的整体升级中，需要加强对智能化保护控制系统的建立，在高压直流输电线路的建造与维护过程中，加强智能化控制系统的完善，促进电流输送的故障检测规模化、专业化升级。以此推动可靠的高压直流输电线路保护系统的建立，加快对故障的排查与检修速度，要从自动研发的角度去进行针对性的问题解决，提升继电保护系统与我国电力发展的特点匹配，将具体的输电问题进行针对性解决。

3.2进行科学有效的管理

安全可靠的运行需要更完善的机制和系统来支撑它。作为电力公司，我们必须认识到加强输电网络维护和输电网络的重要性。因此我们需要不断强化经营管理工作中的管理机制，更好地满足电力客户的需求。具体来说，输电网应配备专业的维修和维修人员和监控人员，随时根据运行情况进行检查和记录，有效控制所有设备的运行状态，同时加强监控他们的运行状态。在通过对获得的状况运行的数据之后，系统要进行数据分析得到其风险的评估，并根据风险相应采取措施进行处理。另外，在输电网运行中应引入更先进的科学技术，这样来保证输电网的运行的可靠性和稳定性。例如，可以把计算机技术、自动化技术等可以结合到输电网络操作中。先进的科学技术可以减少电力操作对人力的依赖，大大减少人力投资和资金成本的投入，同时还可以更好、更准确地保证输电网的运行，提供更多的安全性和可靠性。为广大消费者保持稳定、可靠的电力服务。

3.3加大配网调控自动化建设

采用统一的监控体系，及时规范监控信息。不断升级电力系统的信息化设备，定期进行检测和运行维护，及时排查可能出现的安全隐患。同时，积极整合有效资源，实现分销网络监管业务自动化建设的飞跃，同时提高城市配高压线路线路的基本数据。目前，城市配高压线路对配高压线路运行的控制措施不足。基本不具备馈线、输电变压器等控制设备的故障诊断条件。为了提高供电的可靠性和服务水平，建议加快城市配高压线路自动化的建立和建设。假设配高压线路自动化是有效的。实施后，线路故障的隔离运行时间将大大缩短，用户的电源将尽快恢复，质量服务将大大提高。

结语

综上所述，我国的电力系统在不断的完善与发展过程中，要想对高压直流输电线路继续扩大应用，需要进行理论上的技术创新，尤其是对于继电保护技术的提升，应当提升工作人员的综合素质;提升对于继电保护的重视程度;提升科技创新在继电保护中的应用程度;最后还要提升政府在电力系统整体发展中的宏观调控作用，多方共同发展才能在根本上对高压直流输电线路进行综合的升级与创新，进一步促进我国电力系统的长期稳定发展。

参考文献

[1]周家培，赵成勇，李承昱，等.采用电流突变量夹角余弦的直流电网线路纵联保护方法[J].电力系统自动化，2018，42（14）：165-171.DOI：10.7500/AEPS20171026019.

[2]董新洲，苏斌，薄志谦.特高压输电线路继电保护特殊问题的研究[J].电力系统自动化，2012，28（22）：19-22.

[3]徐震宇.1000kV特高压输电线路保护的现状及发展[J].电力设备，2012，9（04）：17-20.