特高压输电线路保护分析

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[摘 要]随着我国人们对电力需求的增加，特高压输电线路具有明显的经济和技术优势，特高压输电成为连接区域电网、系统的重要部分，因此我国越来越重视特高压输电线路的建设。为了保障整体系统的正常运行，必须保证特高压输电线的稳定性，文本针对现实高压输电线路存在的特殊问题，提出一系列的应对措施，通过研究分析，我们可以得出以下结论：合理设置线路保护可以高效控制故障开断过程中产生的过电压，保护长距离特高压输电线路必须采取一定的补偿措施。

[关键词]线路，特高压，保护

中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）18-0287-01

前言：特高压输电线路由于其运输功率大、分布电容大、波阻抗小等特点，导致故障情况下工作缓慢、灵敏度下降等问题，影响了线路的整体稳定性。为了解决以上问题，我国采取特高压输电线路的保护措施如下，采用电容电流补偿的方法尽量消除负面影响，比如运用分相电流差动纵联保护，采用受电流影响较小的新方法，比如光纤分相电流差动纵联保护，针对性地解决了特高压输电线路分布电容电流的影响，从整体上增强了保护设备的稳定性和灵敏度，保障电力的可靠供应。

一、采用分相电流差动保护

1、原理：运用基本的电流物理原理，流向一个节点的电流之和等于零，借助光纤线路，迅速地向其他方向的路线电流提供数据，与此同时接收对其他方向的线路电流采集数据，经过对特高压输电线路各个方向的电流差进行计算，调节特高压输电线路，起到保护整体线路的作用。

2、优点：

（1）灵敏性高，易于上手、运行速度快，且具有很高的适应能力，可以在不同的故障和不正常的状况下进行工作，不受特高压输电线路的影响，适应各种线路，受过渡电阻干扰少。

（2）自身优越性决定了分相电流差动是保护特高压输电线路优先考虑的保护方法，比其它保护方法简单可靠。

3、存在问题：

（1）存在误差：精细的配件中存在一定微小的误差，比如电流互感器由于生产水平和磁电流的影响都会在日常的工作中产生误差。

（2）电流不平衡：线路设计上的误差和装置不具有同步性都能导致电流不平衡，电流不平衡会对设备的灵敏性造成干扰。

（3）过大的分布电容：由于人们对电力能源的需求增多，目前特高压输电线日益增多，特高压输电线基本上运用分裂导线，整体线路的感抗随之降低，导致分布电容过大。过大的分布电容使电流指标的精确度降低，进一步影响线路两端的测量电流，最终对设备的灵敏性和稳定性造成干扰。

（4）电流互感器饱和：发生故障时，电流互感器发生饱和会对差动保护继电器造成干扰，使其不能正常工作，造成电流互感器二次回路断线，故障情况下的断线对差动保护造成影响，引起一定的误差。

4、改进措施：随着我国计算机网络发展的水平不断提高，通信成本变得越来越低，我国通信系统比如光纤通信系统的应用越来越受到重视。光纤通信抵制电磁影响，保证通信容量的同时具有一定的稳定性，加之光纤材料的价格降低，我们可以采用光纤分相纵差来保护特高压输电线路。

二、采用并联电抗器

1、目的：保证特高压输电线路功率传送，避免线路电压过高。

2、作用：

（1）排除断路故障：采用并联电抗器，发生短路故障时线路不会产生电弧重燃，进一步避免电路电压过高，保障断路器正常运作。

（2）控制合闸过电压：采用并联电抗器，可以从源头上扼制单端电源工作时工频电压过高，等同于控制重合过电压。

3、步骤：

（1）在设备检查出故障前、重合闸间歇时段接入并联电抗器，提高电路的稳定性。

（2）排除障碍后，将并联电抗器撤出电路，使电路恢复正常工作。

三、采用零序电流保护

1、定义：运用接地时产生的零序电流使保护系统的设备动作，零序电流互感器常运用于特高压输电线路。

2、原理：

（1）将中性点与接地系统直接连接时，易发生线路短路状况，该操作产生较大的零序电流，利用零序电流分量构成保护。

（2）基本原理与分相电流差动相同，均是基尔霍夫电流定律：流向一个节点的电流之和等于零。在特高压输电线路正常工作的状况下，各方向电流的矢量和等于零。

（3）发生接地故障时，线路中各方向电流的矢量和不为零，故障电流使设备中产生磁性，在此影响下零序电流促使元件工作，促进脱扣装置，最终保护供电系统，达到保护特高压输电线路的目的。

4、优点：

（1）具有灵敏性，保护速度快；

（2）受系统运行的干扰小，在满足系统工作的情况下具有稳定性

（3）当供电系统中发生故障时，零序电流保护几乎不受故障的的影响；

（4）具有操作简单、成本较低、稳定可靠的优越性。

5、步骤：

（1）基本上保持系统变压器中性点接地运行方式，根据变压器的数量，调整线路连接方式。

（2）按照规定和系统的运行方式来确定数值，无特殊情况下一处变电所仅考虑一回线检查。

（3）按照实际情况增加零序电流段数，有利于系统整体运行，比如在系统运行方式变化时，不用改变零序电流的数值，可以通过线路设计方便操作，特别是短线路，注意增加零序电流段数。

（4）随着科学技术的发展，零序电流保护的技术性理应随之提高，我们应该尽量缩短零序电流的级差时间，进一步缩短线路中其他保护段时间，全面优化特高压输电线路。

4、注意事项：

（1）零序电流在系统正常工作和产生振荡情况均无零序分量产生，具有较高的稳定性，在电力系统工作的影响下，其灵敏性会受到干扰，尤其是短距离线路和复杂的线路中，几乎没有可以保护的范围，导致零序电流保护的功效大打折扣，从而延长保护特高压输电线路的工作时间，导致工作效率降低，反应迟缓。

（2）尽量在线路中不采用零序方向，在加零序方向情况下、系统整体正常运行的情况下才能采用。

四、采用防雷技术

1、现状：目前，仍旧有许多由雷电引起输电线路的事故发生，虽然人们对防雷日渐重视，在特高压输电线中安装避雷线，但是防雷形势依然严峻，部分已安装避雷线的区域仍然发生雷击安全事故。

2、必要性：在我国特高压输系统中，雷害引发一系列安全问题，危害专业人员和特高压输电线路的安全，因此加强防雷保护是线路保护中的重要部分。

3、步骤：

（1）安装悬挂式避雷装置，通过降低特高压输电线路的雷电过电压，减少绝缘子串闪动次数，通过降低保护角，使边相导线的绕击率降低。

（2）完善线路设计，降低线路导线的绕击率。

（3）尽量将杆塔高度降低，同时控制杆塔冲击接地电阻，达到减少雷击导致反击的目的。

（4） 特高压输电线路杆塔上较高的绝缘强度，使其具有较良好的承受雷电反击的能力，但杆塔较高的同塔双回线路比单回路要差。如特高压架空输电线路采用此种塔型，需要遵循线路雷击选择性规律，妥善作出因地制宜的良好防雷设计。

（5）使避雷线支持高度增加，预防档中避雷线移动。

小结：特高压输电线路结构与运行的特点，例如输电距离远、分布电容大，只有保障特高压输电线路安全稳定运行，才能保障整体电网正常运行。本文针对以上问题，提出一系列行之有效的解决措施，在特高压输电线路中设置容量很大的并联电抗和可调无功补偿装置，避免在设备故障时运行失效的情况出现。由于设备装置故障类型繁杂，设置的保护电阻易变，发生故障后，特高压输电线路中的电压电流数值不稳定，因此保护原理具有一定的弱点，建议采用两套统一原理的保护装置保护特高压输电线路的正常运行。

参考文献

[1] 周浩，余宇红.我国发展特高压输电中一些重要问题的讨论[J].电网技术，2005，29（12）：1-9.

[2] 易辉，崔江流.我国输电线路运行现状 [J].高电压技术，2001，27（6）：44-45.

[3] 李培国.国外对特高压输电线路雷击跳闸原因的一个新观点[J].电网技术，2000，24（7）：63-65.