高压直流输电线路继电保护技术

发表时间:2020/8/5   来源:《中国电业》2020年8期   作者:单闯
[导读] 近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。
        摘要:近年来,经济的发展,促进我国科技水平的提升。科学技术在不断的创新发展之中,电气工程对于社会生产发挥着越来越重要的作用,应用的范围愈加广泛,直流输电线路是电力系统的重心所在,在电力系统中,随着高压直流输电线路的应用程度不断增加,且其自身具有结构复杂、电压大、功率大等特点,导致其在实际应用中经常会出现电路毁损的情况。基于此,加强高压直流输电线路继电保护技术的应用,提高高压直流输电线路的稳定性和安全性是非常必要的。本文就高压直流输电线路继电保护技术展开探讨。
        关键词:高压直流;输电线路;继电保护技术
        引言
        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。
        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继电保护作用
        在电力系统发生故障时,维护整个电力系统的正常运行对于保障人民的生命具有重要意义。为确保相关故障设备开关在最小范围内被切断,继电保护将自动选择及其他电力系统仍能正常工作。继电保护还可以在事故发生时及时处理相关故障,对电力的依赖性越来越强,而不是全部用于停电处理开关,避免影响区域电力的正常使用,具有最快的运行速度,制定解决继电保护问题方案并保证电源连续供应。当电力系统首次出现故障时,继电保护装置可以感应并采取适当的措施加以处理。在最短的时间内处理故障,才能确保电力系统的正常稳定运行,必须排除所有故障。
        3高压直流输电线路继电保护现存问题
        根据高压直流输电的保护原理来分析,现在的高压直流输电保护方案的可靠性不高,保护方式也不强,灵敏度不高,故障处理时间不长;在进行后期的保护当中,主保护速度偏慢,根据保护配置的标准来说,高压直流输电保护各类不丰富,可靠性不强,故障后的快速处理方式偏慢。要针对高压直流输电与交流电输电情况进行能量集中性的频带问题,而在交流输电过程中,因为长时间的输电运行实践经验,可靠性较高,技术理论相对较为完善。
        4高压直流输电线继电保护技术应用
        4.1行波暂态量保护
        在运行过程中,高压直流输电线路一旦发生故障,就会出现反行波现象,实施行波暂态量保护,是对继电保护技术的有效应用。通过高压直流输电线里的运行状况,能够得出行波暂态量保护具体包括两种方案,一种是ABB(阿西布朗勃法瑞),另一种是SIEMENS(西门子)。ABB是一种从地膜波和极波理论角度出发而形成的一种行波保护方案,应用ABB能够使工作人员在快速时间内完成对高压直流输电线路中反行波的检测,在对其的实际应用中,可以以10m/s的速度,对输电线路中的反行波图变量进行检测,从而加强工作人员对其掌握程度。

SIEMENS是一种建立在电压积分原理上的行波保护方案,当高压直流输电线路出现故障时启动,并且在16~20s之内就可以对行波开始保护。同时,这种方案还具有较强的抗干扰性,但相对于前一种方案,其启动时间较长。此外,在高压直流输电线路行波暂态量保护应用中,还存在一定的缺陷,如其存在抵抗过渡性,并且当前的继电保护技术的基础理论与体系相对来说不够健全,对行波暂态量保护技术的应用产生一定的影响。针对此,目前我国相关领域专家提出了结合数学形态学滤波技术,旨在改进其技术应用,加强对输电线路行波保护的有效性。
        4.2微分欠压保护
        微分欠压保护是重要的继电保护措施,在应用的过程中需要明确电压微分数值和电压幅值水平,以便更好地运用。运行的过程中实现了主体的有效保护,发挥了一定作用。目前,微分欠压保护有两种方案,包括ABB和SIEMENS。线路中体现微分欠压保护的内容为检测电压微分和电压水平。运行保护措施的过程中,电压微分达到了20m/s的上升延时,在电压变化的过程中出现上升沿宽度。在未达到某一标准的过程中,该保护措施的后备保护功能可以得到充分的发挥,但是该保护技术在应用过程中并没有耐过渡电阻效率。和行波保护措施相比,这种保护措施的灵敏性更高,但动作速度稍微缓慢。
        4.3纵联电流差动保护
        进行高压直流输电线路的保护,一种比较好是选择就是应用纵联电流运行过程中进行差动保护。不过只要处于好它对于故障反应偏慢的问题,就好了。在高阻故障当中,由于影响因素较为复杂,电流的差动保护与电压变化的关系需要进一步优化,优化后促进电流差动保护价值的发挥,也会降低保护措施的误动率。
        4.4低电压保护
        高压直流输电线路在运行的工程中比较常见的继电保护措施为低电压保护。这种保护措施能够检测电压幅度变化数值,并进行合理应用。低电压保护的过程中,会面临不同的保护对象,该保护措施联通线路低电压和机控低电压,充分发挥保护功能。使用机控低电压能够保证更低的保护定值。若线路运行的过程中出现故障,能够及时封闭故障极。线路低电压在故障的影响下会重新启动程序,通过这种方式达到保护线路的目的。应用低电压保护措施的过程中,由于系统结构过于单一,因此在判断依据的过程中缺乏科学性,导致工作人员不能合理判断故障位置和出现的原因,影响了后续检修和维护工作。
        结语
        电力系统建设的最重要目的是实现供电可靠性。加强高压直流输电线路继电保护技术的应用,可以保证电力系统在长时间高电压、高功率输出的情况下,减少短路现象、电路损坏情况等,保持其运行的稳定性与安全性。
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