高压直流输电线路继电保护技术探究白宇翔

高压直流输电线路继电保护技术探究白宇翔

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摘要:电力系统取得了可喜的快速发展,直流输电线路的后续发展离不开电力系统的快速发展,具有明显的优势。由于继电保护技术的好坏对整个保护过程影响很大,因此在应用过程中必须建立有效的保护方案。从直流控制系统的实际情况和具体要求等技术形式出发,强调继电保护技术的重点。本文对高压变电站继电保护维护进行了研究,分析了其基本特性,并综述了影响直流输电线路继电保护的因素及预测了其发展趋势。

关键词:高压直流;输电线路;继电保护技术

1引言

继电保护是电力系统正常运行的重要组成部分,一方面可以促进电力系统的稳定运行,另一方面可以提高电力系统的安全性。电力系统的运行由多个部分组成,一旦出现某个故障点,整个系统的稳定性就会受到损害,如大规模停电和系统中出现震荡现象等。折回给我国企业和人们的正常生活带来极大的不便和损失。因此,在越来越多的高压直流输电线路应用的背景下,积极加强继电保护技术的研究具有极其重要的现实意义。

2高压直流输电线路中常用的继电保护技术

2.1行波保护

行波保护技术是高压线路直流输电条件下的主保护措施。在线路故障出现以后,它可以通过对故障点向线路两端传播的反行波进行识别的方式,对故障进行判断。在前文中提到的ABB方案中,极波和地模波是对故障的类型和故障级进行判断的主要工具。在SIEMENS方案下,电压微分成为了判断电路系统故障的工具。行波保护系统与SIEMENS方案之间的融合,可以让系统在对反行波在10ms内的突变量微分进行关注的基础上,对故障的类型进行确定。从两种方案的比较分析结果来看,在微分环节的影响下,SIE-MENS方案的检测速度要低于ABB方案的检测速度。SIE-MENS方案的抗干扰性要优于ABB方案的抗干扰性。耐过度电阻能力有限、采样要求高和理论不严密的问题是二者所表现出来的共性问题。基于可靠性的优化可以为小波变换基础上的行波方向保护原理的创新提供帮助。基于保护选择性的优化,可以让测距式行波距离保护技术的应用提供保障。

2.2微分欠压保护

直流输电线路中,微分欠压保护属于主保护,同时,使用行波保护时,其也作为后备保护,实现保护的主要方式为对电压微分数值、电压幅值水平做出检测。从保护原理上看,微分欠压保护相同于ABB方案及SIEMENS方案,都是进行电压微分及幅值的测定,且电压微分定值一致于行波保护,唯一不同的是延长了原本的6ms,变为20ms,由此一来,行波保护退出或无充足的上升沿宽度状况下,微分欠压保护可将其后备保护作用充分的发挥出来。与行波保护相比,微分欠压保护具有较慢的运行速度,但其准确度明显提升,不过,在耐过渡电阻能力方面,依然并不理想,非常有限。

2.3低电压保护技术

低电压保护技术是高压直流输电线路中的一种较为常用的继电保护技术。它可以在对电压幅值进行检测的基础上进行故障判断和继电保护。一般而言,在不同的情况下,工作人员在对这一技术进行应用的过程中需要对机控低电压和联通线路低电压的保护措施的辅助作用进行发挥。在这两种电压保护措施中,前者可以在故障产生以后发挥出闭锁线路的功能,后者可以在线路程序的重新启动过程中发挥出保护线路的作用。低电压保护技术所表现出来的设计简单的特点有时也会让工作人员无法对故障产生的原因和位置进行准确判断,因而工作人员在对这一技术进行应用的过程中,需要辩证看待这一技术所发挥的作用。

2.4纵联电流差动保护

在高压直流输电线路中,纵联电流差动保护属于后备保护方案,原理是通过双端电气量促进绝对选择性实现,根据设计,高阻故障切除为其唯一作用。从现有纵联电流差动保护来看,因对电容电流问题并未作出完全的考虑,差动判据仅采用电流两端的加和,导致等待时间比较长,相对动作的速度并不快。例如纵联电流差动保护的SIEMENS方案,故障初期时,具有较大的电流波动,差动保护会具有600ms的延迟,同时,差动判据自身存在的延迟有500ms,也就是说,差动动作至少要在故障发生1100ms后才会出现,而在此期间内,故障极直接闭锁的事故可能会发生许多次,导致设备无法重启,纵联电流差动保护的后备作用无不能完全的发挥出来。为使此种保护技术保护效果的增强,可从多个方面进行改进工作,如补偿电容电流,促进差动保护灵敏程度提高;升级高频通道,变为光纤通道,加快保护动作速度等。

3高压直流输电线路维护

将高压输电线路继电保护技术有效应用到实际生产发展中十分必要,因为对高压输电线路进行保护,可以在用电方面有效保障人民的财产安全。高压输电线功率过高,发生火灾的情况时有发生。将设计的继电保护技术应用到生产生活当中,不但可以控制电流,降低短路现象的发生,还可以在大功率工作下保护电路。对高压输电线路的维护工作主要从高压直流线路故障排除和行波保护动作探析两方面进行,力求在排除故障的情况下对高压直流输电线路进行保护和维护。

3.1高压直流线路故障排除

对高压输电线路进行电路保护的首要目标,是对电路可能存在的故障进行排查清除。一旦发现故障就要及时解决,因为一旦由于外界因素而发生短路,就会导致电路发生放电现象,电流会转为热力破坏公共财产,严重威胁人民的生命安全。在发生故障的起始阶段,由于未进入稳态,故障点产生的正向行波和反向行波已经足以揭示故障位置的信息。它的特性并未受到整流控制系统的影响,可以进一步利用这些行波包含的信息实现对输电线路故障点具体位置的测量和定位。在相同介质的输电载体上,单位长度的电场与磁场是恒等的。因此,在不同的介质之间,行波会发生折射、反射,并和自身行波浪涌叠加,形成新的特性。

3.2行波保护动作探析

行波保护动作探析是在高压直流输电线路故障排除后进行的输电线路维护工作,主要研究电路行波保护对输电线路的影响。为探明各因素对行波保护动作概率的影响程度,通过对比性方法来说明问题。高压输电线配电系统的高功率作用可以对线路进行高压控制。而在行波产生过程中,由于电流的变化而产生的电路电阻变化对行波会造成影响,对线路的障碍排除工作存在一定影响。良好的行波保护动作探析可以加强高压直流输电线的故障排除效率,并在不同故障类型占比情形下对行波保护动作进行探索,以便于对高压线路进行维护。高压直流输电线路中,行波保护是非常重要的环节,是维持高压线路持续稳定工作的关键。利用行波保护手法对高压直流输电线路进行维护,可以有效降低高压输电线路的损坏和氧化。

4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

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