特高壓直流輸電線路快速保護研究.pdf

1、特高壓直流輸電(UHVDC)具有輸送容量大、送電距離長、線路損耗低、輸電走廊窄、點對點直達輸送、可實現異步非同頻聯(lián)網等特點，在大區(qū)域間能源輸送方面，擔負起越來越重要的任務。目前我國已經投運±660kV高壓直流工程1條，±800kV特高壓直流輸電工程5條，另有2條在建，我國在特高壓輸電建設方面已領跑世界。遠距離、大容量以及穿越高山峽谷的特高壓直流輸電線路極易遭受風雨雷電等引起的故障，因此需要快速、可靠、靈敏的直流線路保護保障輸電系統(tǒng)的安全

2、穩(wěn)定運行。國內前期投運的高壓、特高壓直流輸電工程所采用的關鍵控制和保護技術大部分由國外公司提供，國內在此領域的研究相對落后，而實際工程中應用的直流線路保護也普遍存在靈敏度較低、可靠性較差、誤動率高等缺陷。因此，在當前高壓直流線路保護仍存在諸多問題的背景下，深入開展高壓直流輸電線路的研究具有重要的理論意義和工程應用價值。
　　基于分析特高壓直流線路故障后的暫態(tài)特征，論文提出了特高壓直流線路的兩種快速保護方法。
　　其一，利用行

3、波在線路始末端的折反射理論，根據線路區(qū)內外發(fā)生故障后正、反向行波在一段時間內的特征差異，構建了識別故障方向的積分判據，進而提出了一種特高壓直流線路新型行波方向縱聯(lián)保護方法。理論分析表明:當保護安裝處的正方向發(fā)生故障時正反向行波幅值積分的比值遠小于1;而當保護的背后發(fā)生故障時，兩者的比值遠大于1。為此，通過分析直流線路兩側保護對故障方向的識別結果，進而判斷直流線路是否發(fā)生區(qū)內故障。當線路兩端換流站保護都判別為正方向發(fā)生故障，可最終識別為線

4、路區(qū)內故障。此外，根據區(qū)內故障時線模波與地模波的極性差異，進一步確定故障極和故障類型。從保護原理來說具有絕對的選擇性，而且識別快速、靈敏可靠。
　　其二，利用直流線路發(fā)生故障后一段時間內的故障分量電壓和電流的變化特征，提出了一種暫態(tài)能量方向縱聯(lián)保護方法。規(guī)定電流方向由母線指向線路為正，電壓方向都選為對地參考電壓。當正極線路發(fā)生區(qū)內故障后，線路兩端保護檢測到的電流變化量都為正，電壓變化量為負，則暫態(tài)能量為負;當負極線路發(fā)生區(qū)內故障后

5、，保護檢測到的電流變化量都為負，電壓變化量都為正，則暫態(tài)能量方向為負;當暫態(tài)能量方向為負時，判定故障方向為正。當線路兩端保護都判別為正方向發(fā)生故障時，便可確定該線路為故障線路，該方法可以直接判別出故障極，具有很高的選擇性和抗干擾能力。
　　根據2014年初剛投運的哈鄭±800kV特高壓直流輸電工程參數，利用PSCAD/EMTDC仿真軟件搭建了雙極雙12脈波、額定電流為5kA的特高壓直流輸電模型。并以此為平臺，對所提出的保護方法進行