摘要：电力系统建设是国家现代化建设发展中的重要组成部分，高压直流输电线路在电力系统中具有广泛的应用，发挥着调节功率、完成大容量电力输送的重要作用。然而，在电力系统中，随着高压直流输电线路的应用程度不断增加，且其自身具有结构复杂、电压大、功率大等特点，导致其在实际应用中经常会出现电路毁损的情况。基于此，加强高压直流输电线路继电保护技术的应用，提高高压直流输电线路的稳定性和安全性是非常必要的。文章通过分析高压直流输电线路维护，探讨高压直流输电线路继电保护技术的应用，并最终进行仿真实验验证，通过数据证明高压直流输电线路继电保护技术应用能够有效降低电路故障，提高输电线路的稳定性。
关键词：高压；直流输电线路；继电保护技术
1 高压直流输电线路概述
高压直流输电线路是利用稳定的直流电进行电力的传输，具有无感抗、无容抗、无同步等优点，与交流输电相比，直流输电的输送电容量更高、输电的距离更远、电流网络的建立更加容易、高压功率的调节更加方便等众多的优势特点，被广泛的应用在大功率远距离的直流输电之中，高压直流输电线路相较于交流输电更适合我国地缘辽阔的特点。输电过程为直流，通常是运用海底电缆输电与陆地高空架线两种方式，国际上第一条高压直流输电线路是 1954 年在瑞典被建造成功投入使用。高压直流输电可以将两大电力系统的非同时联网运行与不同频率的电力系统进行联网，可以减小输电过程中造成的低频振动现象。与此同时，高压直流输电线路在应用的过程中也面临着很多的不足和缺陷，主要包括直流输电系统目前来说只能实现定点输送，不能在输电的过程中进行电流的分支建立，尽管在创新应用的过程中已经有电力公司研发出三端直流输电，但是还不能解决电路在分流过程中的功率控制问题，并且成本投入过高，还不能进行实际上的投入使用。
2 高压直流输电线路继电保护的主要影响因素
2.1电容电流
由于高压直流输电线路的电容较大并且波阻抗比较小，因此其对整个系统的影响也比较大。为确保高压直流线路的供电稳定性以及安全性，就要采取有效的防控措施。如果高压直流输电线路在分布式电容的影响下发生故障，故障距离与继电器测量之间的关系就会出现改变，传统的继电保护措施将不会起到实质性的作用。
2.2过电压
如果高压直流输电线路发生了故障，那么它产生的电弧一般情况下不会熄灭，在监控范围内，高压直流输电也不会有消弧现象。当然，因为整个高压直流输电线路易受到其它电容因素的影响，那么线路的两个顶点的开关也不可能在第一时间切断，这样的话，不会有反射的行波情况出现，也将影响到整个高压直流输电继电保护系统的正常化。
2.3电磁的暂态过程
由于高压直流输电线路距离较远，故障发生时高频分量往往过大，给故障的诊断和处理带来困难，不但会影响到电气测量的误差问题，而且其半波算法准确率也会因为高频分量的影响受到相应的影响。基于这样的情形，有可能会有高压直流输电电流互感过于饱和的问题，从而引发较严重的后果。
3 继电保护技术的应用
3.1行波暂态量保护
直流输电过程中，主保护措施即为行波保护，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；另一种为 SIEMENS 方案，其中方案的启动判据采用电压微分，且故障确定方法为观察反行波在 10MS 内的突变量。
由上述叙述可知，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 SIEMENS 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 SIEMENS 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优化工作，如在可靠性基础上实施优化，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。
3.2微分欠压保护
微分欠压保护技术的应用范围比较广，适用性较强，高压直流输电线路的主保护系统以及后备保护系统都能够采用该项技术。微分欠压保护技术能够在关注电压幅值水平和电压微分数值的基础上为线路提供保护。在当前继电保护技术方案的应用上，SIEMENS 方案与ABB 方案应用较为常见，同时这两项方案在其原理上也有着一定的相似之处，二者都能够在电压幅值以及电压微分测量中发挥作用。以 ABB 方案为例，差分欠压保护技术的应用可以充分利用该解决方案相比于其他后续产品，当达到 20ms 上升延迟并达到一定标准时，充分利用该解决方案的后备保护系统。微分欠压保护技术的应用能够有效提升系统的灵敏性、稳定性以及安全性。
3.3低电压保护
高压直流输电线路在运行的工程中比较常见的继电保护措施为低电压保护。这种保护措施能够检测电压幅度变化数值，并进行合理应用。低电压保护的过程中，会面临不同的保护对象，该保护措施联通线路低电压和机控低电压，充分发挥保护功能。使用机控低电压能够保证更低的保护定值。若线路运行的过程中出现故障，能够及时封闭故障极。线路低电压在故障的影响下会重新启动程序，通过这种方式达到保护线路的目的。应用低电压保护措施的过程中，由于系统结构过于单一，因此在判断依据的过程中缺乏科学性，导致工作人员不能合理判断故障位置和出现的原因，影响了后续检修和维护工作。
3.4纵连电流差动保护技术
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，导致等待时间比较长，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，也就是说，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作用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，可从多个方面进行改进工作，如补偿电容电流，促进差动保护灵敏程度提高；升级高频通道，变为光纤通道，加快保护动作速度等。
4 结语
综上所述，我国的电力系统在不断的完善与发展过程中，要想对高压直流输电线路继续扩大应用，需要进行理论上的技术创新，尤其是对于继电保护技术的提升，应当提升工作人员的综合素质;提升对于继电保护的重视程度;提升科技创新在继电保护中的应用程度;最后还要提升政府在电力系统整体发展中的宏观调控作用，多方共同发展才能在根本上对高压直流输电线路进行综合的升级与创新，进一步促进我国电力系统的长期稳定发展。
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