超高压输电

1952年瑞典首先建成了380千伏超高压输电线路,由哈什普龙厄到哈尔斯贝里，全长620公里,输送功率45万千瓦。1956年,苏联从古比雪夫到莫斯科的400千伏线路投入运行，全长1000公里，并于1959年升压至 500千伏，首次使用500千伏输电。1965年加拿大首先建成735千伏的输电线路。1969年美国又实现 765千伏的超高压输电。在直流输电方面,苏联于1965年建成±400千伏的超高压直流输电线路,此后美国、加拿大等国又建成±500千伏直流输电线路。中国第一条±500千伏直流输电线路──葛上线──于 1989年投入运行。1985年苏联建成±750千伏线路，从埃基巴斯图兹到坦波夫，输送距离2400公里，输送功率600万千瓦,是世界上规模最大的超高压直流输电。

实现超高压输电需要解决以下许多技术课题：①超高压运行条件下空气及其他介质的绝缘强度特性研究。②输电线路及输电设备绝缘配合与绝缘水平的合理设计。③过电压（包括内部过电压和外部过电压）预测及防护。④解决保持同步发电机并列运行的稳定性问题。⑤各种运行方式下的调压和无功功率补偿。⑥超高压输电线路引起的电磁环境干扰，如电晕放电造成的无线电干扰、电视干扰、可听噪声干扰，以及地面电场强度对人体影响等。目前超高压输电技术已经成熟，并为许多国家普遍采用。

中国于1972年首先应用了330千伏输电,1981年又首次建成500千伏输电线路。截至1987年,已建成超高压输电线路5000多公里,并逐步形成以500千伏输电为骨干的超高压电力系统。

超高压输电重要性

超高压输电线路是电网系统重要组成部分，随着电压等级的提升，影响超高压输电线路继电保护的因素也会增加，这也是超高压输电线路继电保护中需要重视的内容。做好继电保护，如果发生故障，继电保护装置可以自行切断与故障区的联系，并将问题反映给控制中心。若故障未在区内发生，通过不动作就可以完成设计。总的来说，在超高压输电线路继电保护实现以后，无论电力系统处于哪种运行状态或在运行中发生了哪种故障，继电保护装置都可以做出正确判断，将损失降到最低，确保电力系统安全稳定运行。

超高压输电方法

电力信号处理

对于电网保护来说，它与相关暂态信号间存在一定联系，而这些信号又具有非线性、不稳定特征，在继电保护实现以前，电网保护需要在傅里叶的作用下处理就好暂态信号，但在利用傅里叶的过程中却发现这种变换方式带有一定缺陷与不足，所以，就需要在高分辨率的作用下完成信号处理。为进一步做好继电保护工作，HHl被应用进来，有效强化了暂态信号处理能力。通过实践得知，随着HHT法的运用，不仅可以有效提升超高压输电线路故障信号的判断能力，还能及时消除噪音，相关工作人员也可以及时了解到故障所在。

电流差动保护

通过研究发现，电力系统在运行中会发现各种各样的故障，在电力系统故障发生以后，势必会出现故障信息。之所以利用电流差动完成超高压输电线路继电保护，主要是由于它可以保护更为复杂的拓扑结构，同时也可以消除电流分量，并从中获得有用故障信息。利用电流差动实现超高压输电线路继电保护，就是在线路两端设置合适的电流感应装置，且完成连接嘲。通常情况下，处于保护状态的电路在发生故障以后，正常部分的电流与故障电流是相同的。通过应用电流差动保护可以发现，该装置不仅具有丰富经验，还能够在零序状态下保护电流。一般在故障发生以后，负荷电流会带来一定的负面作用，如短路出现以后，会出现线路故障，保护拒动也会随之发生。

要发挥电流差动保护应有作用，应做好保护方案设计，由于故 障分量具有较高灵敏性，因此就要重视保护方案设计，为实现长期 获得分量信号，可以将零序电流等作为后备保护方式，并将其与全 电流综合在一起，实现两者互补，只有这样才能有效减少各种保护 所存在的不足。此外，为事实了解故障实际情况，还要将全电流保护 作为重点，只有这样才能真正做好超高压输电线路继电保护工作， 减少电力企业损失。

自适应电流保护

要做好超高压输电线路继电保护，不仅要了解故障类型，还要 掌握电力运行方式，只有这样才能确保电流保护目标得以实现。对 于电网运行来说，输电线路和用电设施是相互关联的，等效阻抗相 对较小，如果电动势处于恒定状态时，线路同点负荷电流值就会随 之增大。所以，只有掌握了运行方式类型以后，才能对检测线路电 流，也只有这样才能做好电流保护工作。 在自适应电流保护中，还需要明确故障类型，对比前后基波，以 便确定好电流副值。如果发生单相短路，某些相电流值可能增加，而 余下相的电流值则不会出现变化、在两相短路发生以后，那么它们 的电流值也会上升，增加范围也会相同，此外其他部分则不会变化。 一般来讲，在明确了故障类型以后，系统所发生的故障就会呈现正 反，也就是说在故障电流经过继电保护装置所在之处时，方向会出 现反差，所以，应控制好方向，才可以做好继电保护工作 。2100433B

使用超高电压等级输送电能。超高电压是指 330千伏至765千伏的电压等级,即330(345)千伏、400(380)千伏、500(550)千伏、765(750)千伏等各种电压等级。超高压输电是发电容量和用电负荷增长、输电距离延长的必然要求。超高压输电是电力工业发展水平的重要标志之一。随着电能利用的广泛发展，许多国家都在兴建大容量水电站、火电厂、核电站以及电站群，而动力资源又往往远离负荷中心，只有采用超高压输电才能有效而经济地实现输电任务。超高压输电可以增大输送容量和传输距离，降低单位功率电力传输的工程造价，减少线路损耗，节省线路走廊占地面积，具有显著的综合经济效益和社会效益。另外，大电力系统之间的互联也需要超高压输电来完成。若以220千伏输电指标为100%，超高压输电每公里的相对投资、每千瓦时电输送百公里的相对成本以及金属材料消耗量等,均有大幅度降低,线路走廊利用率则有明显提高。

南方电网超高压输电公司是国有重点企业，隶属于中国南方电网有限责任公司。

2021年7月，入选国有重点企业管理标杆创建行动标杆企业名单。

本书是作者在长期教学、科研工作的基础上，结合国内外超高压输电线故障分析与继电保护技术的发展编写而成的。

全书共八章。第一章系统地介绍了超高压输电线的参数及其故障过渡过程的理论分析和计算方法。第二章介绍和分析了几种典型的静态距离保护装置的工作原理与性能。第三章介绍了高频保护及其在超高压输电线路上的应用。第四、五、六章分别介绍了输电线路微波保护、计算机继电保护和行波保护等新的技术成就。第七章介绍了电力系统中的干扰及其对继电保护的影响。第八章讨论了继电保护可靠性的研究方法及提高可靠性的措施。

本书可作为高等院校有关专业研究生的教材和本科高年级学生的选修课教材或参考书，并可供电力系统的科学技术人员参考。

目录

序

第一章 超高压输电线路的故障分析

第二章 超高压输电线的静态距离保护

第三章 输电线路高频保护

第四章 输电线路微波保护

第五章 计算机保护

第六章 输电线路行波保护

第七章 电力系统中的干扰及其对继电保护的影响

第八章 继电保护的可靠性

附录一 孤立单导线微分方程的推导

附录二 （1-68）—（1-79）式的推导

附录三 （1-88）、（1-89）式的推导

附录四 （1-96）—（1-100）式的推导

附录五 （1-115）式的推导

附录六 （1-123）—（1-126）式的推导

附录七 （1-131）式的推导

附录八 （1-151）—（1-153）式的推导

附录九 q_k的精确化