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摘要：根据特高压输电线路结构和操作的特点，论述了继电保护装置的基本要求和保护配置，分析了各种纵向保护原则的优点和缺点，并提出建议的选择主保护、后备保护、故障保护、平行反应堆保护和自动重合闸的特高压输电线路模式。本文论述并分析了国外解决这些问题的经验，讨论了我国特高压输电线路继电保护装置的配置方案，并提出了一些需要研究和解决的初步建议和问题。
关键词：特高压输电线；电力系统；继电保护
特高压输电线路继电保护也是基于特高压和特高压输电线路继电保护技术发展起来的继电保护的基本原理。但由于特高压输电线路是联合系统或国家统一电网的骨干，其安全可靠的运行对整个系统的安全起着决定性的作用，因此其继电保护的性能和可靠性极高。因此，应采取一切可能的措施来提高其速度、灵敏度、选择性和可靠性(包括可靠性和安全性)。
一、特高压输电线继电保护配置方案
特高压输电线路的继电保护配置如下:根据要求“速度、灵敏度、选择性和可靠性”，继电保护装置采用能达到性能互补和动作协调，这样整个保护系统可以满足“四性”要求总体上再上一个更高的水平。与一般的高压线路相比，超高压各种保护功能具有较高的独立性和冗余性。保护配置应确保在任何故障保护电路(包括主保护)，有一组快速及时的保护措施，可迅速消除电路两端故障的同时，避免过电压等事故，系统稳定故障或设备损坏。与一般高压输电线路不同，特高压输电线路继电保护的任务是确保设备和绝缘子断电造成的经济损失可能远远大于系统稳定性破坏造成的经济损失。为了保证过电压不超过允许值，特高压输电线路允许一端接入，另一端断开时间远小于两端保护移走故障时间。
因此，当特高压输电线路发生故障时，必须在最短的时间内从两端同时排除故障，保护两端不允许连续切除故障。特高压输电线路的同时，需要两套不同的原则，可以快速去除各种主要的保护，也可以通过通道发出备份保护跳闸信号，以确保在任何失败的情况下，两端的截止时间约40~50msms(确切数字应该由过电压计算)，考虑到保护行动两端的时差大约20毫秒。两组主保护必须完全独立于电流互感器、电压互感器交流输入、直流电源、保护屏和跳闸线圈。否则，如果任何上述设备的故障同时发生在断层线，线的一端将失去主要的完全保护，不能迅速切断故障，只有依靠备份保护，和断层的两端的时差大于允许的过电压。同时，当特高压线路线路末端发生故障时，相邻线路上的远程备份保护往往不能满足灵敏度要求，可能导致故障不能切除。因此，特高压输电线路不能依靠远程备份。
特高压输电线路通常距离长，分布电容大。为了吸收电容无功功率，防止过电压，应安装并联电抗或大容量无功补偿装置。在故障过程中，会产生电感、电容共振和各种高频成分。和复杂的故障类型，故障电阻和多变的，使得故障电流的值，电压波形变化很大规模，和各种保护原理有一定的缺点，使用相同的两套主保护的原理可以在一个特定的运行方式和故障条件不能行动，和两套相同的原则主要保护的优势，比如，容易掌握，方便调试和操作人员数量的备件可以减少等等，对于特高压输电线路来说，这并不重要。
二、特高压输电线主保护原理的选择
目前，在国内运行较为成熟和经验丰富，可作为一次保护的纵向保护原理有:工频变频方向保护、负序方向保护、相电流差动保护、高频闭锁距离保护和相位电压补偿方向保护。这些方法各有优缺点。简单分析如下:
1、功率频率变化的纵向保护可以反映全、非全相状态下的各种故障，不受负载电流、系统振荡等的影响，运行速度非常快。在全国220千伏、500千伏输电线路上取得了成功的运行经验。与所有故障部件保护一样，它只能反映故障的初始时刻，而不能反映故障的整个过程。其次，其灵敏度与系统的运行方式有关，具有一定的不确定性，但作为方向分量，灵敏度总是可以得到保证。因此，这种保护原理作为特高压输电线路的主要保护是没有问题的。
2、负序方向纵向保护具有悠久的历史和丰富的操作经验。负序分量存在于故障的整个过程中。因此，它可以可靠地反映不对称故障的整个过程，不受振荡和平行线路零序互感的影响。然而，灵敏度也与系统的运行方式和换行有关。此外，它的主要缺点是被认为“无法可靠地响应三相短路”。在IC和非微机保护中，负序分量由模拟电路(负序滤波器)提取，负序方向保护由于三相短路滤除高频分量的能力等原因也能反映三相短路。
3.分相电流差动纵向保护原理上是最理想的保护方式，具有绝对选择性，不受系统振荡的影响，不受运行方式的影响，受过渡电阻的影响较小，具有选相功能。但对于长距离特高压输电线路，必须首先分析分布电容电流的影响。为了提高特高压输电线路的自然功率，需要降低波阻抗。采用分离电流差动保护的原理，应采取补偿电容电流的措施。对于微机保护，可以研究补偿电容电流的算法，特别是补偿瞬态电容电流的算法。在没有电容电流补偿措施的情况下，隔相电流差动保护只能用于小于200公里的线路。电容电流可以达到自然功率电流的20%左右，在外部故障情况下可以通过恒定值来避开。
4、纵向距离保护有很多优势，拥有丰富的操作经验，其主要优点是能够保护和低级别的备份保护，保护基本固定的(如果不考虑过渡电阻效应)，不受系统运行方式变化，根据需要限制范围或以外，为了实现锁定类型、旅行，允许各种纵向保护方式，也可以根据电路，以及目标和使用的各种不同的保护动作的特点。但不利的一面是显而易见的。首先是系统受振动的影响较大，必须采取复杂的振动阻断措施，影响保护动作的可靠性。在过渡电阻的影响下，保护范围可以缩短或延长;在故障处安装方向特性不能可靠的响应保护;当线路中存在电容时，快速段的范围大大缩短。电压回路断开可能导致误操作。必须采取高速电压回路断开和阻塞措施。此外，对于特高压输电线路，必须设置分布参数，使保护设置不能直接反映故障点距离。对于长线路，起始电压/电流相量的终端电压/电流相量的双曲函数：
即阻抗继电器的测量阻抗是故障距离的双曲线正切函数，不与距离成正比。线路很长时，故障点距离变化一点将使测量阻抗有很大的变化，再考虑到过渡电阻，使保护整定复杂，整定精度降低，线路保护I段的动作范围要留有较大的裕度。
按照距离保护的以上特点，可配以远方跳闸信号，作为特高压输电线的独立后备保护较好。
三、特高压输电线的后备保护
作为特高压输电线路的备份保护，它可以采用不定值设置，传输跳闸信号，结合距离保护的第二和第三部分，以确保故障切除的时差输电线路的两端是40~50毫秒女士在内部故障的主保护都撤回。特高压输电线路一般长，很容易使两端距离保护交叉截面面积。因此，任何时候的任何失败，至少一端距离保护的部分我可以可靠地运行，并直接访问命令发出后立即通过通道另一端的操作。第二和第三节作为这一行和子行的保护的备份。该班传送允许的信号，在末端保护控制下跳闸。
其他自动保护装置
1、断路器故障保护
上述断路器的故障保护原理和功能与其他电路相同。启动元件不需要是定向的，因为故障保护是受保护和控制的。
2、自动重合闸
由于特高压输电系统振荡发展缓慢，应首先考虑快速重合闸运行，并通过快速保护启动。第二是电压和三相重合闸。应慎重考虑自动重合闸与各种保护措施的配合，避免产生矛盾。特高压传动系统发展缓慢，振荡周期长，需要研究二次重合闸能否捕捉到相应的周期。
3.并联电抗器的保护和自动装置
并联电抗器内部的各种故障和引线应迅速得到很好的保护。过电压应提前计算。如果并联电抗器内的故障被切断，可能导致不允许的过电压，则断开故障电抗器，线路两侧的短路由线路保护。
参考文献
[1]贺家.李永丽.郭正.特高压输电线的结构与运行特点[J].电力系统自动化.2012,26（23）.