高压直流输电线路继电保护技术

影响高压直流输电线路继电保护的相关因素

过电压

故障发生在高压直流输电线路中后，会延长电弧熄灭时间，严重时，甚至导致不消弧问题出现，受到电路电容的影响，两端开关断开时间并不一致，造成行波来回折反射，是整个系统的运行均受到极大的影响。

电容电流

高压直流输电线路的特征主要体现在三方面：

（1）较大的电窖

（2）较小的波阻抗

（3）较小的自然功率

正因此种特征，一定程度的影响了差动保护整定。为使高压直流输电线路能够平稳的、安全的运行，必须要科学合理的补偿电容电流。

另外，因分布电容会产生相应的影响，故障一旦发生在线路运行中后，可改变故障距离与继电器测量阻抗间所具备的线性关系，变成双曲正切函数，导弦传统继电保护措施无法再继继续使用。

电磁暂态过程

高压直流输电线路通常会比较长，操作进程中，或故障发生后，高频分量会具有较大的幅值，此种变让台大幅的增加滤出高频分量的难度，导致偏差问题出现在电气测量结果中。

另外，此种状况下也较难保证半波算法的准确性，使饱和现象发生于电流互感器中。

高压直流输电线路中常用的继电保护技术

行波保护

直流输电过程中，主保护措施为行波保护，其保护原理如下：线路发生故障时，故障点会将反行波传播到线路两端，而行波保护通过对反行波的识别，判断故障相关情况，现阶段，利用行波保护技术保护高压直流输电线路时，多采用两种方案，一种为ABB方案，此种方案的故障检测利用极波进行，同时，故障级通过地模波确定；一种为SIEMENS方案．其中方案的启动判据采用电压微分，且垃障确定方法为观察反行波在IOMS内的突变量。

自上述叙述可知．这两种方案采取不同的检测方式，效果上也存在一定的差异，因微分环节存在于SIFMENS方案中，所以检测速度相对慢于ABB方案，但也正是因为存在此环节，使的SIEMEHS方案具有更好的抗干扰能力。

不过，这两种方案均存在一定的不足之处，如不具备足够的耐过渡电阻能力、采样要求高、缺乏良好的抗干扰能力等。由于较多的问题存在于行波保护技术中，学者们开始了大量的忧化工作．如在可靠性基础上实拖优化，将基于小波变化的行波方向保护方案提出．再如优化灵敏度，研究极性比较式原理等。

微分欠压保护

直流输电线路中，微分欠压保护属于主保护，同时，使用行波保护时，其也作为后备保护，实现保护的主要方式为对电压微分数值、电压幅值水平做出检测。从保护原理上看，微分欠压保护

相同于ABB方案及SIEMENS方案，都是进行电压微分及幅值的测定，且电压蒲升定值一致于行波保护，唯一不同的是延长了原本的6ms．变为20ms，由此一来，行波保护退出或无充足的上升沿宽度状况下，微分欠压保护可将其后

备保护作用充分的发挥出来，与行波保护相比，微分欠压保护具有较慢的运行速度，但其准确度明显提升，不过，在耐过渡电阻能力方面，依然并不理想，非常有限。

低电压保护

对于前两种保护技术来说，低电压保护属于其后备保护

手段，判断数障及继电保护作用通过电压幅值检测来实现。根据其设计，高阻故障发生后，行波保护与微分欠压保护未能做出动作时，低压电压保护会对其做出切除，不过，从实际应用状况来看，低电压保护镜配备在极少数的高压直流输电线路中。

低电压保护包含两种，一种为线路低电压保护，另一种极控低电压保护，与后者相比，前者具有更高的阿博湖定值，而且前者动作后，线路重启程序会启东，后者动作后，故障极被封锁。尽管低电压保护具有较为简单的原理，氮气也存在较多的问题，入选择性差、区分高阻故障不准确等。

纵联电流差动保护

在高压直流输电线路中，纵联电流差动保护属于后备保护方案，原理是通过双端电气量促进绝对选择性实现，根据设计、高阻故障切除为其唯一作用。从现有纵联电流差动保护来看，因对电容电流问题并未作出完全的考虑，差动判据仅采用电流两端的加和，导致等待时间较长，相对动作的速度并不快。

例如纵联电流差动保护的SIEMENS方案，故障初期时，具有较大的电流波动，差动保护会具有600ms的延迟，同时，差动判据自身存在的延迟有500ms，也就是，差动动作至少要在故障发生1100ms后才会出现，而在此期间内，故

障极直接闭锁的事故可能会发生许多次，导致设备无法重启，纵联电流差动保护的后备动作无不能完全的发挥出来。

为使此种保护技术保护效果的增强，可从多个方面进行整改工作，如补偿电容电流，促进差动保护灵敏度程度高；升级高频通道，变为光纤通道，加快保护动作速度等。

结论

继电保护技术对于高压直流输电线路的安全平稳运行来说十分重要，由于目前常用的技术手段均存在一定的不足。我国应加大研究力度，研究出更为适合我国直流输电要求的继电保护方案，从而促进电力系统的长久发展。

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