特高压输电线路继电保护问题研究

发表时间:2021/8/20   来源:《当代电力文化》2021年4月10期   作者:赵启桢
[导读] 当今社会,随着社会经济的不断转型升级,促进了我国各类高新技术产业的快速发展,对电力的需求也随之不断增加。
        赵启桢
        国家电网内蒙古东部电力公司检修分公司 内蒙古自治区通辽市 028000
        摘要:当今社会,随着社会经济的不断转型升级,促进了我国各类高新技术产业的快速发展,对电力的需求也随之不断增加。为了最大限度地配置资源,节约发电成本,降低电网运行负荷,提高电网的稳定性和安全性,有必要加快特高压输电线路的建设。然而,由于目前特高压输电线路继电保护技术的缺陷,现有特高压输电线路的安全稳定要求无法满足,因此有必要深入分析特高压输电线路继电保护的特殊问题。
        关键词:问题;特高压输电线路;继电保护
         
        因为人们的生活和生活质量在不断地提高,所以人们对于精神层面和物质层面的追求也发生了变化,这点在人们对于特高压输电线路继电保护问题由不了解到很重视的态度变化中可以明显体现。尽管特高压输电线路继电保护问题已经受到了研究人员和管理人员的重视,相关技术人员也在特高压输电线路继电保护设计和制造中进行研究,但是我国相关领域发展缓慢和基础较差的劣势还是给现阶段特高压输电线路继电保护问题的解决增加了难度。
        一、特高压输电线路继电保护原理
        随着经济的增长,用电需求不断加大,国家提出了由百万伏级的交流电电网向千万伏级的直流电电网发展的目标。在零九年初,我国的第一条千万伏工程建成,这是我国的一个重大突破,对保障电力供应有着十分深远的意义。为了使用户得到更好的体验,提高输电的经济适用性,建立新型输电系统,已经成电网发展的必然趋势。特高压电输电容量大、距离长、损耗低、投资省,可以充分发挥电网的市场功能,满足能源需求。特高压交流输电线路的保护原理是保护两端电流,可以提取内部故障信息不受系统震荡。电容电流补偿方法分为半补偿与全补偿,半补偿指两端各补偿一半,全补偿指一边补偿全部,补偿方法有相应补偿算法与时域补偿算法两种。采用差动保护新原理,通过计算值与实测值进行比较以形成保护动作量。特高压交流输电线保护原理包括距离保护、行波保护等。同杆交流双回输电项目继电保护包括纵联距离保护、横联差动保护、纵联零序保护、基于六序分量的保护等。
        二、特高压输电线路中的继电特殊保护问题
        2.1分相电流差动保护的问题
        在故障状态与其他暂态过程中,暂态充房电流都会发生重大变化,在这种情况下,就会形成高频分量,更为重要的是还会生成更大的高频电容电流。从原理角度来看,分相电流差动纵连是线路保护中使用频率最高的一种方法,即便线路在运转期间发生常规的系统震动,也不会发生不良状况。另外,特高压电路和短电路之间具有很大的不同,在短电路当中,不用高度重视线路分布电容,而在特高压电路中,需要对分布电容电流的存在引起高度重视。
        2.2过电压问题
        如果电路系统当中的线路在一段投入、另一端断开的状况下,需要对其过电压时间进行详细分析,这样可以得知是否超出了过电压时间,在这种情况下,自动重合闸会对电压进行相应保护。针对单相故障来说,三相重合闸是工作人员经常使用的一种方式;就非故障运行状态而言,如果使用这种方式就会构成过电压。只有转变重合闸的方式才能够有效处理这些问题。另外,从特高压输电线路的使用方面来看,工频过电压需要得到有关工作人员的重视,基于输电电压级连续提高的基础上,对特高压线路的要求较低,这时势必会需要更长的线路,鉴于这种状况,难免会出现过电压问题。
        2.3暂态过程对线路保护的影响问题
        当线路在暂态状态下,时常存在多样化的震荡因子,如果在稳定状态下,电压与电流都会发生重大改变,这种改变会严重影响输电线路,致使电阻不能改变为0,在这种情况下,就不能继续使用预制的距离保护计划。

暂态与稳定状态另种不同的状况产生的变化,导致电流不能全部改变,致使衰减分量对线路产生严重影响。当前,我国电网输送能力不能使市场的要求得到满足,所以,为了推动电力行业健康稳定的可持续发展,需要快速构建特高压输电线路。
        三、特高压输电线路继电保护策略的具体分析
        根据特高压输电线路继电保护问题的表现,可以得知如果想要特高压输电线路正常运行和继电保护安全有效得以实现,就需要针对出现问题的两方面进行试验后做出调整,才能利用已有的有利条件促进特高压输电线路继电保护问题得到妥善处理。除此之外,基于Marti模型的特高压输电线路继电保护利用电流差动保护原理得到了有效的研究成果,在现阶段的研究和尝试中势头良好,所以可以进一步在实际工程中进行针对试验和经验总结,才能在未来发展中借助该模型促进特高压输电线路继电保护朝着健康高效的方向发展。
        3.1过电压现象以及相关保护措施
        特高压输电线路继电保护中过电压现象发生的原因一般是由不当的操作问题产生的,对于经常会发生故障的线路运行会有正常操作和故障后分断操作,这两个操作是特高压输电线路继电保护的重点考虑方面。举例来说,单相接地故障发生后不能按照规定进行重合闸的操作,就会使得特高压输电线路继电保护失去作用。所以,由于断路器动作特性差异而使得两端保护动作不同,两端不能同时断开来保护线路,从而导致过电压现象的产生。如果想要通过特高压输电线路继电保护来避免过电压现象的出现,就要提前进行保护动作顺序的设定,才能通过降低过电压水平来保证系统运行的安全性。
        3.2特高压输电线路分布电容电流及分析
        因为特高压输电线路继电保护问题有着自然功率大,波抗阻小,单位长度电容大和易计算得到的特点,所以在运行过程就容易造成电容电流超过额定电流的现象,这就给特高压输电线路的差动保护带来很大的困难。结合单相接地故障的例子来说,传统的分相电流差动保护应用于特高压输电线路继电保护是非常困难的,所以需要采取相应的补偿措施来解决这个问题;但是如果想要从根本上解决特高压输电线路继电保护问题,还需要寻找合理方式来有效控制电容电流的大小,使得特高压输电线路继电保护能够通过纵联差动来实现,才能最终逐渐解决好特高压输电线路继电保护问题。如果想要通过特高压输电线路继电保护来避免过电压现象的出现,就要提前进行保护动作顺序的设定,才能通过降低过电压水平来保证系统运行的安全性。
        3.3基于Marti模型的特高压输电线路继电保护
        基于Marti模型的特高压输电线路继电保护主要利用分相形式的保护装置,主要反映了输电线路稳态运行时线路两侧电压电流之间关系,所以如果特高压输电线路中没有故障时线路两侧电流计算值和实测值应当是相等的;而出现故障时Marti模型被故障,两侧的值差距较大,保护装置就会产生保护动作,体现出较高的灵敏度。除此之外,如果电路装设了并联电抗器则要启用新的判断依据再进行处理,才能在每种电路运行过程中都能利用适合的继电保护装置保证系统运行的安全稳定。最后,在实际线路运用基于Marti模型的特高压输电线路继电保护装置之前还要进行仿真和模拟试验对有关参数进行调整,确认无误后方能进行广泛应用。
         结语:
        特高压输电线路具有距离远、损耗低的特点。与高压输电线路相比,其导线直径、阻抗角、传输功率、相电容、线路电容电流增大,阻抗减小,对继电保护影响很大。因此,分析特高压输电线路的继电保护技术和措施具有重要意义。
         参考文献:
        [1]罗小宠.特高压输电线路继电保护特殊问题的研究[J].砖瓦世界,2020(6):274.
        [2]赵杰.特高压输电线路继电保护特殊问题的研究[J].电力系统装备,2020(21):184-185.
        [3]陈俊.特高压输电线路继电保护的原理与技术[J].科技风,2017(13):203.
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