高压直流输电线路保护的探讨
- 品牌：中试所 ▪ 中试控股
- 湖北电力试验技术研究协会会长单位
- 国网 ▪ 南网 ▪ 内蒙电网 ▪ 中广核 / 首选品牌
- 欢迎来电咨询 027-83621138 联系我们
- 产品介绍
- 应用展示
- 图文集合
- 质保方针
- 资料下载
产品简介
0 引言
高压直流输电近年来在世界上得到了讯速的发展，到目前为止，总容量达50GQW左右。其中，在我国相继建成了100KV舟山海底电缆送电工程、500KV葛上直流输电工程、500KV天广直流输电工程，以及正在建设的三峡直流输电工程。因此，如何提高直流线路运行的安全性与可靠性已成为迫切需要解决的问题，而高压直流线路保护则是直流线路安全稳定运行的基本保障，因此，有必要对直流线路保护的主保护-行波保护的原理与保护方案进行进一步的研究与改进。
1中试控股电力讲解系统故障特征及其线路保护
1.1 高压直流输电技术的优越性及其应用
现代直流输电技术普遍采取交流－直流－交流的换流方式，高压直流输电技术之所以得到如此蓬勃的发展，是因为它和交流输电相比，具有明显的优越性：
1） 同样截面的导线能输送更大的功率，并且有功损耗更小；
2）直流输电能迅速精确地实现多目标控制，以提高电能质量和供电可靠性；
3） 流只有正负两极，输电线路结构简单，而且当输电距离大于交直流输电等价距离时直流线路更节省投资；
4） 每根导线都可以作为一个独立回路运行，并且可以采用大地或海水作回路；
5） 直流线路在稳态运行时没有电容电流，沿线电压分布比较平衡，并且没有集肤效应；
6） 电缆线路可以在较高的电位梯度下运行；
7） 直流输电的两端交流系统之间有存在同步运行稳定问题；
8） 可以联络两个不同频率的交流系统，联络线上的功率易于控制。
目前，高压直流输电技术在远距离大容量输电、海底电缆输电、两个交流系统的互联、大城市地下输电、减小短路容量、配合新能源输电等方面都 得到了广泛的应用。
1.2 直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论，短路故障的过程可以分为行波、暂态和稳态三个阶段。
1） 初始行波阶段
故障后，线路电容通过线路阻抗放电，沿线路的电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行波。其中电流行波幅值取决于线路波阻抗和故障前瞬间故障点的直流电压值。线路对地故障点弧道电流为两侧流向故障点的行波电流之和，此电流在行波第一次反射或折射之前，不受两端换流站控制系统的控制。电压、电流行波的波动方程分别为：
上式的达朗贝尔解为：
则是指反向电压行波（backward wave）。
2） 暂态阶段
经过初始行波的来回反向和折射后，故障电流转入暂态阶段。直流线路故障电流主要分量有：带有脉动而且幅值有变化的直流分量（强迫分量）和由直流主回路参数所决定的暂态振荡分量（自由分量）。在此阶段，控制系统中定电流控制开始起到较显著的作用，整流侧和逆变侧分别调节使滞后触发角增大，抑制了线路两端流向故障点的电流。
3） 稳态阶段
最终，故障电流进入稳态，两侧故障电流提供的故障电流稳态值被控制到等于各自定电流控制的整定值，两侧流入故障点的电流方向相反，故障点电流为两者之差，即为电流裕额△Id。
1.3 高压直流线路保护的要求与配置
直流线路发生故障时，一方面可以利用桥阀控制极的控制来快速地限制和消除故障电流；一方面由于定电流调节器的作用，故障电流与交流线路相比要小得多。因此，对直流线路故障的检测，有能依靠故障电流大小来判别，而需要通过电流或电压的暂态分量来识别。
然而，系统中运行的绝大多数继电保护都 是反映于后稳态工频信息而动作的，例如电流增大、电压降低、电流和功率方向改变、测量阻抗减小等故障信息。并且这类保护依靠的是稳态工濊量信息，需要较长的时间（数据窗）来获取，限制了微机保护动作的速度；电流互感器饱和造成二次传变电流失真，使得微机保护中的计算值与实际故障电流的差别很大，从而引起保护装置的不正确动作；工频距离保护不能正确区分线路区内故障和系统振荡。可见，依赖工频量信息的传统保护已经不能适应超高压长距离直流输电的需要了。因此，一种基于故障态信息的新原理保护---行波保护成为解决问题的关键。
目前，世界上广泛采用行波保护作为高压直流线路保护的主保护，它是利用故障瞬间所传递的电流、电压行波来构成超高速的线路保护。由于暂态电流、电压行波不受两端换流站的控制，其幅值和方向皆能准确反映原始的故障特征而有受影响，可见其可靠性是很高的。而且，同基于工频电气量的传统保护相比，行波保护具有超高速的动作性能，其保护性能不受电流互感器饱和、系统振荡和长线分布电容等的影响。
另一方面，相比于交流系统，在直流系统中行波保护具有更明显的优越性。中试控股电力讲解首先，在交流系统中，如果在电压过零时刻（初相角为0°）发生故障，则故障线路上没有故障行波出现，保护存在动作死区；直流系统中不存在电压相角，则无此限制。其次，交流系统中电压、电流行波的传输受母线结构变化 的影响圈套，并且需要区分故障点传播的行波和各母线的反射波以及透射波，难度较大；由于高压直流线路结构简单，也不存在上述问题。
同时，高压直流线路保护采用低电压保护（low voltage protection）、斜率保护（derivative and level protection）、纵差保护(longitudinal differential protection)等作为行波保护的后备保护。
2 迄今为止，国内外学者提出了基于多种原理的行波保护，按照有无通道分，主要有两类：有通道保护和无通道保护，如表1所示：
目前，高压直流输电正处于大力发展阶段。我国和世界上其它许多国家一样，正在现有的建设和运行经验的基础上，积极开展直流输电技术的研究和发展工作。由于高压直流输电技术所涉及的问题非常广泛，为了突出重点，下面简要介绍直流输电的几个主要发方向以及研究课题：
1）输电参数越来越高。目前民办上运行参数最高的巴西伊泰普（Itapu）直流输电工程的运行参数已经达到：±600KV，3150MW，783km。
2）基于串联电容换相的换流器技术。
3）基于电压源换流器的轻型直流输电系统。
4）研制高参数大容量可控硅元件，改进换流阀的机、电、热各方面的结构，以进一步降低换流器的造价和可靠性。
5）研究交、直流的并列（或并联）运行和调节，以提高输送功率的极限。
6）研制直流断路器和发展多端直流系统。
7）紧凑型换流站的设计和应用。
8）应用新技术缩短直流线路的保护动作时间和提高保护动作的可靠性。
3 结论 本文对高压直流输电的故障特征及其线路保护进行了一些探讨，可得出以下结论：
1）高压直流输电的故障特征和对线路保护的要求决定了行波保护作为线路保护主保护的地位。
2）基于现有的CT、PT的传变特性，可采用前述的检测电压下降率，行波突变量以及地模波极性的方法来作为行波保护判据，其动作性能具有一定的可靠性。
3）随着光CT、光PT、高速数据采集技术、数字信号处理技术以及GPS的应用，基于小波变换的行波距离保护作为一种高速可靠的行波保护方案，已具有实用性。
产品别称
产品特征
合作：国网武汉高所 • 湖北计量院 • 国网电网研究院 • 广东计量院 • 江苏计量院 • 河北计量院 • 云南计量院 • 四川计量院 • 天津电科院 • 南网院 • 武汉计量 • 北京电科院 • 中国中车
服务理念
湖北中试高测电气控股有限公司始终坚持"精心打造精品、优质回报客户"的宗旨，并严格执行《售后服务承诺书》，我们深信优质、系统、全面、快捷的服务是事业发展的基础。建立完善的销售服务机制，将销售服务工作纳入企业管理范畴，坚持常抓不懈；
主动服务
公司作为领先高新技术企业是电力检测仪器和高压试验设备的研制厂商，是电力、水利、石油、铁路、矿山等相关领域试验解决方案产品的供应商。用心去感知，帮助客户降低成本、提高效率。满足客户的服务期望，不断引导、开发和创造客户消费需求；
差异化服务
公司细分供电系统、发电系统、用电单位和科研院所等，精心设计针对性营销服务方案，打造具有竞争力的客户和业务品牌。秉承"服务为本、诚信经营"的方针，完善服务系统，加强售前、售中、售后服务，对不同地域客户在诸多现场使用产品出现的各种问题及时帮助解决，使用户感到极大方便；
高效服务
高效的服务为公司迎来效益，同时我们以服务促发展，以客户为中心的服务体系，建立健全营销渠道，优化服务流程，改善支撑手段，赢得了广大客户的信任，产品和服务赢得至高市场荣誉；
优质服务
公司推崇5S服务理念，引领服务先进理念，以亲和、细致的服务感动客户，尊重客户，理解客户，持续提供超越客户期望的产品与服务，竭尽所能诚信天下，做客户们永远的伙伴。
服务流程
我们严格执行《售后服务承诺书》，我们深信优质、系统、全面、快捷的服务是事业发展的基础。经过多年的不断探索和进取，我们形成了"以客户为核心、以质量为企业的第一生命"的服务理念。并以严格的管理、先进的技术创建国内一流的服务企业为目标，制定了规范管理制度，严格过程控制，保证产品质量，达到顾客满意的质量方针，坚持"用户第一"的原则，构建良好的销售服务体系，为客户提供优质的售前、售中及售后服务!
1. 尊敬的的用户，不论您有何种需求：只要您拨打湖北中试高测电气控股有限公司统一服务热线 027-83982728 剩下的事有我们来做；
2. 我们的服务专员将会给您提供专业的产品咨询和技术解答；
3. 了解您的诉求，建立产品服务记录，并与您协商确定售后服务方式；
4. 如有需要，我们会第一时间安排专业的技术工程师按与您约定的时间准时到达试验现场；
5. 工程师将向您详细地讲解产品的工作原理和实验操作步骤；
6. 工程师将现场指导您完成整个试验过程，并对您提出的技术问题给予专业的解答；
7. 工程师还会为您购买的武汉中试产品进行全面检测，如有故障，将一并解决；
8. 服务完成后请您对我们的服务提出宝贵的意见或建议，服务信息将同步到售后服务中心；
9. 售后服务中心将积极跟进服务进度，并定期跟踪回访。
售后服务承诺书
一、售前服务承诺
1. 提供专业咨询。在2小时之内答复您提出的专业技术问题；
2. 提供详细资料。在4小时之内将您所需要的技术资料邮出，并争取您能在两日内收到；
3. 提供合理报价。在2小时之内为您提供合理报价；
4. 提供考察接待。随时接待您的考察，并尽力为您的考察工作提供各种便利条件。
二、售中服务承诺
1. 采用全国统一的《工业品买卖合同》与您签订合同和技术协议；
2. 自觉遵守合同法的规定，确保合同及技术协议顺利履行；
3. 竭力按时按量为您提供优质产品，并采用最优运输方式，确保您收到货物完好无缺；
4. 积极与使用人员沟通，尊重用户安排，为用户提供周到的技术支持；
5. 按合同的规定为您提供送检、安装、调试及培训等服务；
6. 无论合同大小，所有客户在价格及服务方面都是公平的。
三、售后限时服务承诺
1. 我们将按照客户的要求提供相关的技术培训和技术资料；
2. 产品有质量问题，三年免费保修，终生维护，有合同约定的按合同约定；
3. 我们保证在15分钟内进行电话指导，由您自行排除设备的简单故障；
4. 对于10公斤以下的仪器，在两日内排除故障或提供新的设备供您暂时使用，直到损坏设备修好为止；
5. 对于10公斤以上的仪器，在三日内排除故障或提供新的设备供您暂时使用，直到损坏设备修好为止；
6. 我们对所销售的设备3年免费维护，终生维修，长期提供备品备件，软件免费升级，有合同约定的除外。
服务相关说明
1. 我公司愿为用户提供各种技术咨询，当好参谋，并提供有关技术资料，如产品样本、图片、产品说明书；
2. 对于用户来电、来函及来人询价访问，我公司将热情接待，及时给予答复；
3. 我公司配有送货专车，对于客户确定合作之后，我们会选择合理的物流送货方式将产品安全送达规定地点；
4. 产品在运送过程中，如果由于运输原因，致使产品损坏，我公司将与用户协商解决办法，直到达到用户满意为止；
5. 产品在货物送达时，经验货如果发现有漏货、错货或短货等数量上问题，在接到通知后，将立即派人到现场进行服务和处理；
6. 在用户使用过程中，如果发现由于我公司方面的责任引起的产品质量问题，我公司在接到通知后，保证在1小时内作出答复；对需要派工程师处理的，保证立即指派技术人员到达现场排除问题，不需要到现场服务的，一定当好参谋，为用户提供最佳处理方案；
7、我公司派人到用户现场服务的，应与用户电话商定到达日期，假如由于某种客观原因，不能如期到达，必须事前通知用户，并说明原因或采取相应措施，保证用户不受损失或把损失降到最低程度。
合作：国网武汉高所 • 湖北计量院 • 国网电网研究院 • 广东计量院 • 江苏计量院 • 河北计量院 • 云南计量院 • 四川计量院 • 天津电科院 • 南网院 • 武汉计量 • 北京电科院 • 中国中车
点击下载推荐产品
©1999 zsgcdq.com
版权所有@ 1999 鄂TCP备9912007755号