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基于补偿电压的直流输电线路单端电气量保护 宋国兵，饶 菁 (西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049) 摘 要：本文在直流输电线路分布参数模型的基础上，利用 压变化率大小，高阻故障下低电压保护可能因为不 [4] 本端电气量计算保护范围末端电压量，根据本端电压测量值 满足判据而拒动 。此外，低电压保护原理没有完 与保护范围末端补偿电压值构造保护判据。当输电线路区内 备的整定原则，其动作门槛都是通过仿真结果给定 发生金属性或低过渡电阻故障时，末端补偿电压值和保护安 的，缺乏理论基础。 装处电压值极性相反，可以瞬时动作；当末端补偿电压值低 文献[5]将数学形态学用于行波波头的识别和 于设定门槛时，与相关保护配合可以判定输电线路区内的高 处理技术，具有实时性好、速度快、时延小等优点， 过渡电阻故障。该保护原理具有完备的整定原则，故障全过 可以消除噪声干扰，准确捕获行波波头信息，但仍 程都能投入运行。仿真验证了原理的可行性。 然无法给出完备的整定原则。 文献[6]在输电线路分布参数模型的基础上，计 关键词：直流输电；分布参数模型；补偿电压 算线路末端电压、电流值，再结合微分方程算法计 0 引言 算故障距离，但由于该测距公式建立在输电线路RL 随着电力系统的容量及负荷的增加，电力系统 模型的假设下，从而使测距结果不精确。 日趋复杂、规模不断扩大，在长距离输电中，高压 文献[7-9]利用平波电抗器和直流滤波器构成 直流输电技术因其输送容量大、易于实现非同步联 的高频暂态量固有“边界”，将保护安装处高频暂态 网的特点，成为我国高压输电工程的关键性技术。 分量大小作为判别区内外故障的依据。由于该原理 而直流输电线路一般距离长、故障率较高，据统计 利用故障后的高频分量信息，故对采样率要求很 直流输电线路故障是造成系统停运的主要原因之 高，只能在故障瞬间投入；此外，高频分量本身含 [1] 量低，且利用高频分量的保护原理易受到雷电干 一 ，因此完备的继电保护原理是保证直流输电系 统安全稳定运行的关键。 扰，可靠性低。 直流输电线路的单端量保护主要有行波保护 本文基于补偿电压的直流输电线路单端电气 和低电压保护。行波保护将电压和电流看作是前行 量保护，其保护原理简单，具有完备的整定原则； 波和反行波的叠加，通过检测故障初期出现的行波 保护算法在时域中实现，计算量小，能够满足快速 电压和行波电流，快速检测故障。文献[2]给出的行 动作要求；此外，保护利用故障的全频带信息，能 波保护动作判据为： 在故障全程投入。 ì| DUdL |Dset1 1 故障特征分析 ï dU 直流输电线路一般以遭受雷击或树枝等环境 ï dL í| |Dset 2 (1) 因素引起的线路绝缘水平降低，从而导致对地闪 ï dt ï| DIdL