張莉莉

摘 要：隨著經濟和科技的發(fā)展，高壓直流電線在我國得到了較為廣泛的應用，其特點是聯(lián)網方便，便于管理上進行功率調節(jié)，傳輸容量較大，應用前景相對廣泛。在國際顯示中，我國的直流電傳送比例完全超過了交流電，真正意義上成為了高壓電的大國。在本文中我們介紹了高壓直流電的幾種保護措施和優(yōu)缺點。

關鍵詞：高壓直流輸電；保護技術；實踐

1 關于繼電保護的影響因素

1.1 電容電流

相對于一般的輸電線路來說，高壓直流電的輸電線路就電容量來說較大，自然功率相對較小，這種特性給差動保護的實施造成了一定的影響。若要保護高壓直流電線路的安全運行和電壓穩(wěn)定，就要對電容和電流采取一定的科學補償。另外，分布電容也會對其造成影響，在用電過程中一旦出現(xiàn)電路故障，繼電器和故障的舉距離之間的關系就會發(fā)生實質性的改變，變?yōu)殡p曲正切函數(shù)，傳統(tǒng)的繼電保護措施就不能再起保護作用。

1.2 過電壓電流

一般情況下，在高壓線路出現(xiàn)故障的時候，根據電弧熄滅的時長，很有可能發(fā)生電弧不消弧的故障，加之電容的影響，電路兩端的開關一般不會同時跳閘，所以整個電路的電弧反射會影響電力系統(tǒng)的正常運行，出現(xiàn)事故。

1.3 電磁暫態(tài)

在高壓線路的直流電線中，輸電線路相對較長，故障發(fā)生時，故障位置的高頻分量幅值大，為排查工作帶來了極大的阻礙，輕微可以造成測量結果發(fā)生偏差，嚴重時難以保障半波段算法的準確性，從而導致了電流互感器的飽和現(xiàn)象。

2 設計原理和注意事項

2.1 對于輸電線路的主保護

可以對輸電線路的主保護造成影響的因素有很多，在進行項目設計的時候，需要根據實際情況進行選擇，以保證項目的安全性。在進行設計的過程中，需要使用兩臺裝置進行檢測，保證兩臺裝置的原理不同。首套可以選擇分相電流差動縱聯(lián)保護的裝置；其次可以選擇相電壓補償?shù)目v向保護裝置。保證在使用兩臺裝置的時候，安置在不同的通道。

2.2 后備保護

作為主保護的重要補充途徑，后備保護是非常重要的部分，在電路設計的過程中，盡量控制好電路的兩端，減少故障差的出現(xiàn)，做好完整的接地措施，將距離保護控制在一定的范圍內。所謂距離保護不應該局限在幾何圖形當中，可以充分的利用微機保護，提升項目的安全性和穩(wěn)定性。

2.3 電抗器的保護

在高壓直流電的電線中，并聯(lián)電抗器容易出現(xiàn)故障，而后線路就會根據情況發(fā)出相應的命令，進行及時的自我保護。如此一來，并聯(lián)電抗器就會在線路故障中及時發(fā)揮自己的作用，另一種情況，若是故障電流或電壓

2.4 自動重合閘

在高壓線路中，有3種自動重合閘是最常用的：單相重合，快速重合和三相重合閘，但具體要選擇哪一種閘還需要具體情況具體分析。以過電壓的倍數(shù)是否在一定范圍內為標準進行區(qū)分，若是沒有超過標準，可以繼續(xù)使用單相重合閘，若是超過標準，就要考慮使用3項重合閘。設置重合閘的過程中，將時間間隔和重合順序考慮進去，一定將線路的間隔控制在標準之內，保證重合閘的選用正確。

3 關于一些常用保護技術的探討

3.1 行波暫態(tài)量

若是線路中出現(xiàn)了反行波，一定是高壓線路在輸電過程中發(fā)生故障，若是要保障系統(tǒng)在運行時的穩(wěn)定性，必須要做好行波的保護工作，為高壓直流的輸電線路建立良好有效的保障。

當前的階段中，常用的保護方式有兩種：ABB和SIEMENS。兩者中，SIENEBS的啟動時間是16～20s，這種保護措施在時間上要比ABB方案慢，其優(yōu)點是抗干擾套能力強于前者。ABB方案的保護方式可以檢測到圖變量在10ms以內的數(shù)值，在精度上也優(yōu)于其他方式。

上述介紹的兩種保護措施都能力有限，對待過度電阻的能力也不是很理想，另外，缺乏相對完整的依據，在理論體系上也不嚴密。在項目中為了提升保護效果，研究人員也進行了其他方式的研究，但效果平平，都存在不同的弊端。

3.2 微分欠壓

微分欠壓保護的基礎是其電壓幅值與電壓微分數(shù)的數(shù)值，在主保護和后備保護方面都可以實現(xiàn)其功能。在現(xiàn)在的實驗中，上文中提到的ABB和SIEMENS方案所檢測到的故障對象都是電壓水平和電壓微分方面。在ABB方案中，上升延時的時間是20ms，要想實現(xiàn)其保護作用就必須在電壓變化沒有達到標準的情況下進行。需要強調的是，這種方式的耐過度電阻能力不是很強。

3.3 低電壓

所謂低電壓保護，是一種基于高壓直流電的后備繼電保護。要想實現(xiàn)保護作用，就要依靠電壓幅值的檢測。在保護過程中根據保護對象的不同，包括極控和線路兩個方面。在兩者之中，后者的保護定值要高于前者，前者的實行保護時會將故障極進行鎖閉，而后者會將程序重啟來達到保護效果。低電壓保護在設計上相對簡單，也是缺乏完整的依據，在技術人員進行判斷時會延誤時間。

3.4 縱聯(lián)電流差動

這種保護模式在啟動時使用雙端電氣量，其選擇性相對較好，但是時間不理想，在發(fā)生故障較長時間以后才會做出保護措施，所以，由于它的時間限制只能應用在一些高阻故障的排除中。在各種現(xiàn)行因素的影響下，所使用的差動保護措施也不能真正解決電容電流的問題，多種情況下還是會出現(xiàn)誤判。即使電流差動方式動作相對快速，靈敏度較高，但是也不能精確的解決故障，沒有將優(yōu)勢發(fā)揮出來，在高壓直流電的輸電線路中的保護功能還是有待提升。

4 總結

綜上所述，在高壓直流電的線路中，特點是線路長，電容大，電壓高和輸送功率相對較大等，同時也提高了繼電保護工作的難度。在繼電保護中，不僅要進行傳統(tǒng)的保護措施，還必須限制電壓來提升其穩(wěn)定性和安全性。在現(xiàn)階段中，我國的高壓線路已經開始大面積使用，但是保護技術還是沒有跟上發(fā)展速度，相信在未來的研究中一定會有相應的解決方法。

參考文獻

[1]宋國兵，高淑萍，蔡新雷，等.高壓直流輸電線路繼電保護技術綜述[J].電力系統(tǒng)自動化，2012，（22）：123-129.

[2]張鳳良，王俊.高壓直流輸電線路繼電保護技術探討[J].大科技，2016，（33）：78-79.

[3]何鐘原.高壓直流輸電線路繼電保護技術探討[J].科技風，2016，（4）：6-7.

（作者單位：冀北電力有限公司承德供電公司經濟技術研究所）