試析特高壓輸電線繼電保護(hù)配置方案

【文章摘要】
鑒于我國(guó)電力資源的分布特點(diǎn)，長(zhǎng)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)膬?yōu)化方面，特高壓線路是我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分。隨著電力系統(tǒng)的逐漸發(fā)展，特高壓輸電線路被廣泛的使用，因?yàn)樘馗邏壕�路的電壓極高，線路更長(zhǎng)，功率大，波阻力小以及具備相對(duì)較大的電容量等特點(diǎn)，使電氣特征產(chǎn)生巨大改變，所以高壓電線系統(tǒng)的繼電保護(hù)方案需要更加完善。本文就對(duì)特高壓輸電線路的內(nèi)部系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，討論繼電保護(hù)方案的設(shè)計(jì)原理和技術(shù)，主要從主保護(hù)配置和后備保護(hù)配置的有關(guān)方面進(jìn)行研究，闡述詳細(xì)的配置方法，為相關(guān)人員對(duì)特高壓線路的研究提供一定的參考信息。
【關(guān)鍵詞】
特高壓輸電線路；繼電保護(hù)；電容率； 配置保護(hù)方案
和較為傳統(tǒng)的純高壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相比較，特高壓輸電線路的優(yōu)勢(shì)相對(duì)明顯，特高壓輸電線路除了電壓高之外，還具備電容量分布大，線路長(zhǎng)等一系列的特點(diǎn)。但是因?yàn)檫@些特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)的存在，給高電壓的線路的繼電保護(hù)帶來(lái)了一定的難題，那么怎么才能在安全的情況下使用特高壓線路，并對(duì)它提供不同于傳統(tǒng)保護(hù)措施優(yōu)質(zhì)保護(hù)，就成為了電力學(xué)的又一個(gè)研究課題。
1 特高壓線路內(nèi)部構(gòu)造及其特點(diǎn)
線路的傳送功率大。因?yàn)樘馗邏旱碾娏�傳輸功率不同于一般的電力系統(tǒng)，會(huì)很容易的造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定情況，如果只從電壓的方面考慮，1000 千瓦和750 千瓦的線路小于500 千瓦線路的波阻抗，傳輸?shù)淖匀还β示蜁?huì)很大，所以尤為凸顯出特高壓線路的系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題。這一問(wèn)題的出現(xiàn)要求繼電保護(hù)方案能夠快速的排除電路故障。
特高壓的網(wǎng)架構(gòu)造弱。在這種情況下一旦產(chǎn)生故障，繼電保護(hù)方案就不能夠正常運(yùn)行，會(huì)帶來(lái)很大的破壞，所以在制定繼電保護(hù)方案時(shí)，要確保繼電保護(hù)方案運(yùn)行時(shí)的安全性和靈活度，確保其能夠有效保護(hù)高壓線路。
電容量的合理分布。一般特高壓線路為了減少或降低能量和電壓的消耗，都會(huì)采用3-6 根的導(dǎo)線，這種分裂導(dǎo)線會(huì)大大的加大線路上的電容量分布，在故障發(fā)生時(shí)加大潛在的電流量，對(duì)單相重合閘的成功幾率和時(shí)間控制有一定的影響。
高壓線路的狹線路較長(zhǎng)導(dǎo)致輸送電力的距離變長(zhǎng)，加大線路負(fù)荷，在發(fā)生故障時(shí)2 次電流變小，所以繼電保護(hù)工作的靈敏度要極高。
特高壓線路在一側(cè)斷開后進(jìn)入運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，由于會(huì)產(chǎn)生絕緣破碎的電壓，所以要在兩側(cè)一并使用并聯(lián)電抗器，在保護(hù)區(qū)域內(nèi)發(fā)生故障時(shí)要確保繼電保護(hù)的兩測(cè)切斷時(shí)間控制在40-50ms 之內(nèi)，所以可以看出，使用繼電保護(hù)的動(dòng)作原理不是十分可靠。
在特高壓線路中線路可以采用串聯(lián)的方式提高線路的輸送容量，因此在實(shí)際情況下需要注意以下幾點(diǎn)因素對(duì)繼電保護(hù)配置產(chǎn)生的影響：一是串聯(lián)的情況下會(huì)導(dǎo)致電流的故障以及電壓反相的問(wèn)題，而且會(huì)使串聯(lián)的電容被擊穿的情況。二是放置電壓互感器的位置會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生一定影響。
除此之外，為確保節(jié)約出線情況可能會(huì)采取并架的方式，若是采取該種方式要考慮到桿塔之間的距離，緊湊型之間的感應(yīng)程度高，就會(huì)影響傳輸電路的數(shù)值變化，引起測(cè)量上的失誤。
在兩相狀態(tài)下運(yùn)行的高壓輸電線路會(huì)產(chǎn)生過(guò)高電壓，要確定使用的重合閘方式，是單相還是三相，亦或是快速重合閘方式。
2 特高壓輸電網(wǎng)的基本設(shè)計(jì)原理和配置方法
特高壓輸電網(wǎng)必須保證不會(huì)對(duì)相連設(shè)備產(chǎn)生高電壓的危害，同時(shí)還要確保穩(wěn)定性。基于這一基本原理，繼電保護(hù)的配置方案就要同時(shí)確保其速度、可靠性以及靈敏程度，在這些基本原則的條件下，配置方案還需要具備相對(duì)的獨(dú)立性，有自身更大的選擇空間，以快速解決故障，保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定為主要目的。
2.1 主要保護(hù)的配置方法
在做到滿足基本的設(shè)計(jì)原理?xiàng)l件下， 繼電保護(hù)的配置還需要實(shí)現(xiàn)性能互補(bǔ)性和相互的動(dòng)作穩(wěn)定，跟普通的高壓線路相比，特高壓的各項(xiàng)保護(hù)措施要更加具有獨(dú)立性，保障在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，用快速有效的保護(hù)手法保護(hù)被保護(hù)的線路，為不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性或造成其他的損害可以采取一同切斷線路兩側(cè)故障的方法。而且還一定要在最短的時(shí)間內(nèi)排除故障，確保兩側(cè)的保護(hù)斷開的同步進(jìn)行。兩臺(tái)主保護(hù)裝置必須是獨(dú)立的。如果后備保護(hù)沒(méi)有配置傳達(dá)跳閘信號(hào)的通道，要及時(shí)的使用按相測(cè)量的繼電器，這樣在發(fā)送跳閘信號(hào)之后，可以使線路兩側(cè)的切斷時(shí)間控制在合理安全的范圍之內(nèi)。
由于特高壓的線路長(zhǎng)，電容量的分布大，所以為了控制過(guò)電壓，需要安裝大容量的電抗器使電壓和電流的參數(shù)在發(fā)生故障時(shí)，在較大的安全范圍內(nèi)變化。所有的保護(hù)原理都不是絕對(duì)安全的，況且在同時(shí)使用兩套相同工作原理的主保護(hù)裝置的情況之下，以防在故障時(shí)兩套主保護(hù)都不同正常工作，現(xiàn)在我國(guó)有幾種形成規(guī)模的方法，使用兩套不同的原理快速切斷發(fā)生故障時(shí)的主保護(hù)。
工頻變化量是一種縱聯(lián)保護(hù)，它可以在各種狀態(tài)之下及時(shí)的反應(yīng)故障，速度很快并且不受到電流負(fù)荷的影響，尤其是在500 千瓦和220 千瓦的線路上可以成功的運(yùn)行，并取得良好的效果，但這種保護(hù)裝置的缺點(diǎn)是在故障開始產(chǎn)生時(shí)才會(huì)反映出來(lái)，不能全程的反應(yīng)出故障問(wèn)題，其次它的靈敏程度受系統(tǒng)的運(yùn)行方式影響，所以說(shuō)不確定其靈敏程度。但是作為找到故障方向進(jìn)行使用，還是得到肯定的。所以使用它作為特高壓線路的主保護(hù)。
負(fù)序方向縱聯(lián)能顯示故障的全部過(guò)程，而且不受震蕩的影響，但是系統(tǒng)和線路的換位方式會(huì)影響到它的穩(wěn)定性。并且對(duì)于三相故障不能夠反應(yīng)出來(lái)，在全相狀態(tài)產(chǎn)生故障問(wèn)題不能準(zhǔn)確的工作。
2.2 后備保護(hù)的配置
雖然不同于主保護(hù)配置，后備保護(hù)的保障也是同樣重要的，可以采取傳達(dá)跳閘信號(hào)的距離保護(hù)配置，這樣一來(lái)可以保障線路兩端的切斷故障的時(shí)間差，特高壓的線路長(zhǎng)，會(huì)導(dǎo)致線路兩側(cè)的保護(hù)距離產(chǎn)生交叉，在線路上最好存在一側(cè)可進(jìn)行工作的安全距離。
3 技術(shù)要求
3.1 差動(dòng)保護(hù)
用于保護(hù)變壓器內(nèi)的短路情況。在特高壓的電網(wǎng)內(nèi)，保護(hù)裝置需可以躲避不平衡電流，使變壓器的工作效率不受到影響。
3.2 后備保護(hù)
外部短路從而引起變壓器過(guò)流，后備保護(hù)必須同樣短路，避開閉路器，延時(shí)跳開。
3.3 非電量保護(hù)
根據(jù)變壓器自身裝備的保護(hù)措施， 比如故障時(shí)跳閘，發(fā)送信號(hào)燈，所以為確保安全，非電量保護(hù)要有獨(dú)立的進(jìn)出口回路。
4 結(jié)束語(yǔ)
由于特高壓電網(wǎng)的使用會(huì)帶來(lái)相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，所以特高壓線路能夠安全運(yùn)行對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的有很大意義。特高壓線路的繼電保護(hù)原理的理論產(chǎn)生于高壓以及超高壓的繼電保護(hù)措施， 在借鑒和延伸后產(chǎn)生自身獨(dú)特的特點(diǎn)，特高壓線路的繼電保護(hù)裝置的設(shè)計(jì)原理最主要的特點(diǎn)就是要確保在任何狀態(tài)下過(guò)電壓不可以超出范圍，然后保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，特高壓線路的傳輸容量大，在電網(wǎng)中的作用和地位不可忽視，所以對(duì)其的繼電保護(hù)工作要做到萬(wàn)無(wú)一失，要求相當(dāng)之高。本文所論述的特高壓繼電保護(hù)裝置，對(duì)繼電保護(hù)的內(nèi)部構(gòu)造和特點(diǎn)以及設(shè)計(jì)原理都進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，希望能給到有關(guān)人員的研究起到輔助作用。電網(wǎng)在國(guó)家以及國(guó)民的工作生活當(dāng)中的作用之大， 對(duì)電網(wǎng)的安全性問(wèn)題不可忽視。對(duì)于特高壓這種大型的電力傳輸方式，必須具有一套有效而安全的繼電保護(hù)方案。
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