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摘要:随着经济社会的不断发展与飞速进步。我国的输电系统也发生了非常大的转变,如输电距离的变化、输电容量的变化等。并逐步朝着高电压方向逐步演变。新超高压输电系统虽然能够将经济带动起来,使经济得到了迅速的发展,但从另一个角度来理性的看待其自身还是存在着一定的不足之处,尤其从超高压输电系统线路保护相关因素的考虑方面来看,其保护措施还是存在着一定的不足之处,那么所造成的严重后果不小于所带来的经济利益发展。
关键词:超高压;输电线路;线路保护
现代输电系统中,总的趋向是向着大容量、高电压、远距离的方向发展。新的高电压、大电网确实给我们带来了巨大的经济效益,但它同时也带来r潜在的威胁,使系统的动态行为变得更为复杂。超高压系统的发展,对继电保护提出了更高的要求,对继电保护工作者也提出厂一系列新问题。超高压输电线路本身所具有的一些特点会对继电保护装置带来很不利的影响,而超高压线路传输着强大的功率,若继电保护不正确工作,将造成巨大损失,影响范围很大,后果非常严重。
一、超高压输电线路的影响因素
1、电容在系统分布较大。通常来说,超高压数段系统目前采用的基本上都是分裂导线,这是由于它具有分布电容和电流较大的特点。在输电过程中,测量电流是电容电流之间的向量和,因此,很容易产生相位差,从而在电流保护过程中容易导致操作失误,例如当输电线路的外部产生故障时,线路中的电容电流两测的分量位置相应的发生变化,幅值也相应产生变动,从而增加了操作难度,使失误的可能性上升。另外,在输电线路产生故障时,储存的电能产生的电抗会沿着电路放电,产生高次谐波,感抗增大,谐振频率大于工作频率,超高压输电线路的保护难度提升。
2、电网大负荷传输过重 远距离、超高压输电线路传送的功率较大,所需的负荷则较重,通常来说,在超高压输电线路工作时负荷已经达到承载的极限,如果遇到波动,就容易引发系统震荡,导致大面积停电,因此为保障线路在外部故障发生时仍能正常工作,继续输送大功率电压,为及时消除故障,保护电路,最常用的方式是安装继电保护装置和线路断路器,此种方式对输电员工的安装速度要求较高,必须要快速切除故障,恢复用电。除此之外,由于经济和技术的限制,超高压输电线经常会改变位置,从而令三相输电线路参数不对称,最终促使输电线路运行时产生较大的负序电流和零电流,加大了高压输电线路的保护难度。
3、电抗器和电容补偿器的影响。超高压线路两端的并联电抗器起到补偿线路中电容的分布作用,限制电压过高,减少潜洪电流。在电抗器发生故障时,消除基本直流和附加直流的分量影响。例如,电抗器的等值抗阻时间常数往往较大,所以附加直流分量要比基本直流分量减少的慢。串联电容补偿器是提高输电量和稳定输电线路的主要手段,但是电容补偿器也引发了一系列问题,首先,改变了线路阻抗按长度增减的量化关系,导致超高压输电线路的抗阻元件、方向元件无法准确工作。其次,系统产生振动时,会导致串联补偿器产生不对称击穿,致使发生纵向不对称故障,由于在震荡电流中附加了故障分量从而不能正确判断距离而产生操作失误。
4、电流互感器和输电电压的影响。超高压输电线路通常使用电容互感器,此种互感器经常无法精确地反应出电压的变化,例如当线路电压降为 0 时,需要 20ms 的时间二次电压才能到额定使用电压的百分之十,这主要是由于互感器中的电容导致的,回路中电容量增大,电压衰减速度减慢,致使误差增大,因此,互感器产生的误差对高压输电线路的保护工作具有直接影响。
二、输电线路保护的措施
1、注意设备维护。雷电发生时,所产生的电流是主要的破坏因素,由于塔杆高度较高,雷电所产生的电流更具有危害性,各种高空架空线都能引入雷电,破坏超高压输电线路的设备。
所以在日常工作中,我们应该严加防范,定期检查雷击发生的部位,观察是否有暴露、损坏的部位,以便及时修补。
2、架设避雷线。要确保超高压输电线路的安全使用,要安装避雷线,引导雷电向避雷线放电,通过塔杆和接地装置将雷电所释放的电流引入大地,以保护线路设施,避免超高压输电线路遭受雷击。但是在使用避雷线的同时,我们也要对避雷线进行保护,确保安全性。
3、减小保护角。根据电气几何模型,我们发现线路的保护角越小,雷电天气所发生的绕击事故就越小,所以减小保护角可以有效的防止雷电绕击。但是减小保护角只能用于新开设的超高压输电线路中,而对于旧的输电线路,将线路保护角减小几乎是不可行的,采取这种方法会耗费大量的人力及财力,所以减小保护角这一举措还需要进一步研究,其采纳性并不高。
4、降低接地电阻。降低接地电阻可以有效地阻止电路反击,减少雷电天气事故的发生。相比于减少保护角,降低接地电阻更容易实施,方法也更为简单快捷。降低接地电阻的方法有很多,例如可以增大接地网面积,接地网面积与接地电阻成反比,当接地网面积增大,接地电阻就可以有效减小;还可以人工的改善电阻率,在高电阻率地区,人工的将电阻率减小,可以间接地减少接地电阻;我们更可以利用设施中的钢筋等金属,有效的减少接地电阻。
5、加强线路绝缘水平。加强线路绝缘水平可以有效的阻止雷电电流,增强了线路的耐雷电水平,防止电流对设备的危害。但是在实际的输电线路中。将这一方法全面实施还需要进一步的探究和探讨,应用到实际生活中去,还是具有一定难度的。防绕击避雷针是一种结构特殊的避雷结构,在超高压线路上进行安装可防止雷电绕击而引起事故发生。该项技术结构先进、性能稳定、运行快速安全、安装方便并且使用寿命长,减少了雷电天气的跳闸现象,对超高压线路的安全运行有了很大的保障。无论从经济角度,还是从产品的实用性,防绕击避雷针都有一定的可行性。
6、架设耦合地线。架设耦合地线是超高压输电线路防雷的基本措施之一,在受雷电打击严重的线路中,杆塔接地电阻并不足以保护线路,而改善接地电阻也有一定的困难,这时我们应该架设耦合地线。耦合地线可以起到分流作用,从而减低了电压,减少了雷电的绕击次数。但是架设耦合地线的过程十分繁琐,在架设之前,我们需要反复测量塔杆高度、架设耦合地线所需距离等,而且实施起来相对复杂,受到各方面条件的制约,增加了工作负担。架设的过程中可能还会砍伐树木,破坏了环境。
超高压输电线路的安全运行是十分重要的,它既保证了居民正常的生活,也维持了产业的正常发展。杆塔高度、保护角、山坡倾角都影响临界击距的主要因素,而对于临界电流,采用了临界电流公式,计算出了临界电流值,判断了电路发生故障的主要原因。除此之外,还分析了防雷所要采取的措施,从经济角度和实用性方面分析了它们的可行性,我们在实施时,还要结合实际情况,做出理性的选择。关于超高压输电线路,我们研究的只是一少部分,我们还要不断进行探索,确保线路的安全运行。
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