超（特）高压输电线路电流差动保护的研究

摘要

高压输电线路的暂态保护包括行波保护、基于故障暂态电压高频分量的暂态保护和基于故障暂态电流高频分量的暂态保护等，其原理主要是依据输电线路故障时产生的高频暂态分量来判断是否发生故障。高压输电线路故障时产生的高频分量包含相当宽的频带范围，从直流分量到几百千赫的高频分量。高压输电线路故障高频分量的产生原因主要是以下三个方面：第一，由于故障瞬间相当于在故障点加上一个与故障前瞬间大小相同，当方向相反的电源，造成线路中电压、电流的突变，而这一瞬间阶跃信号在频域中即包含了真个频谱；第二，由于短路造成弧光产生的弧光电阻的非线性，直接产生了大量的频率范围较宽的高频分量。另外，由于输电线条在实际中并非为纯粹的线性系统，因此，只要可靠地检测故障产生的故障产生的高频分量，并区别于系统的噪声成份，就可以实现高压输电线路的暂态量保护。但是受其获取故障信息的方法的限制，暂态保护还只是出于理论研究阶段。

对于反应工频分量的高压继电保护原理的研究，从国内外文献综述来看，无论是提出一种自适应的新型保护原理，还是采用多种判断依据合成的保护方案，均是在电流差动保护最理想的保护原理之一。对于电力系统继电保护来说，电流差动保护是最为理想的一种判断依据，他具有灵敏度高，简单可靠动作速度快等优点。另一方面，在将其应用于高压输电线路时仍有一些特殊问题需要考虑。比如，电流差动保护在不考虑分布电容电流时可以完全消除非故障状态下的电流，而对于高压输电线路来说，在线路发生故障时，分布电容电流是绝对不可以忽略不计的。加之高压输电线路在线路发生故障时，将产生完全不同于中低压线路的故障分量，因此，高压输电线路采用电流差动保护作为线路主保护仍需要进行深入研究。

由于电流差动保护具有灵敏度高、简单可靠、动作速度快、本身有选相功能等显著优点，随着电力通讯技术的快速发展，它已经成为高压和超高压输电线路主保护的首选保护原理之一。但是随着我国进入大电网、大电厂、大机组、高电压输电、高电压控制的新时代，尤其是特高压输电系统在我国的出现，整个电网的电气特性发生了显著变化，电流差动保护中一些在高压系统中并不突出的问题在超高压、特高压系统中不能再忽略不计，这同时也给电流差动保护的研究带来了新的课题，本课题就是针对超（特）高压输电线路给差动保护带来的一些问题展开研究。

由于线路差动保护的诸多优点，国外主要继电保护设备制造公司几乎都研究这种保护，或者已有自己的产品。目前比较典型、影响较大的产品，主要是日本东芝公司的A2L7E型数字型电流差动保护装置、AREVA（ALSTOM）的P54X系列差动保护装置、三菱公司的MCD差动保护装置、GE公司的L90差动保护装置和ABB公司的REL551/561型线路差动保护，他们代表了当前国外本课题的研究成果与水平。在国内，主要的几家继电保护产品供应商业都相继推出了自己的线路差动保护装置，如南瑞继保的RCS93A型超高压线路成套保护装置、北京四方的CSL103A数字式输电线众联电流差动保护装置、国电南自的PSL603型数字式线路保护装置、许继公司的WXH-803型输电线路的成套数字式保护装置。

关键词　特高压输电线路；电流纵联差动保护。

目录

摘要 I

引言 1

第1章 差动保护 2

1.1变压器差动保护的基本原理 2

1.2差动保护中不平衡电流产生的原因 3

第2章 行波差动保护基础 4

第3章 行波差动保护方法的选取 6

3.1电流纵联差动保护 6

3.1.1导引线纵联电流差动保护的工作原理 6

3.1.2分相电流差动保护的优越性和存在的问题 7

参考文献 10

致谢 11