UHV dalekovodi imaju vrlo jedinstvene karakteristike. Odabrana linija je osmodijelna žica, koja ima veoma veliki prostor i takođe je raspoređena sa veoma visokim stepenom kapacitivnosti, što u velikoj meri smanjuje gubitke u kolu. Promocija i primjena UHV tehnologije prijenosa posljednjih godina uvelike je riješila problem neuravnotežene distribucije i potrošnje energije u Kini, završila transformaciju prednosti resursa, ispunila potrebe rasta ekonomskog razvoja, poboljšala nosivost elektroenergetske mreže i također može igrati ulogu u smanjenju energetske potrošnje resursa.
Uhv dalekovodi moraju zadovoljiti zahtjeve pouzdanosti i osjetljivosti vodova koji rade, također imaju vrlo dobar zaštitni učinak, ako linija pokvari, rezervni uređaj se može implementirati na vrijeme, kako bi se analizirao uzrok kvara, kako bi se poduzele odgovarajuće mjere za rješavanje problema kvara, izbjegavanje ozbiljnijih problema s krugom.
1. Zahtjevi relejne zaštite za UHV dalekovode
Njegovi osnovni zahtjevi su sljedeći:
(1) da bi imali rezervni zaštitni sistem opreme, generalno je potrebno da budu u stanju da brzo dovrše otklanjanje kvara na liniji, kao i sa sposobnošću nezavisnog rada da zaštite opremu, u kom slučaju, imaju za cilj da osiguraju da u Glavna zaštitna oprema ne može da se popravi ili ne može da radi, može da realizuje rad rezervne zaštite.
(2) Potrebno je djelovanje glavne zaštitne opreme i vrijeme gašenja luka, koje ne smije prelaziti najveću vrijednost prenapona.
(3) Kada se linija preseče sa oba kraja pod opterećenjem, generisana vremenska razlika ne bi trebalo da prelazi ograničenu vrednost. Maksimalnu vrijednost treba odrediti aktivnim proračunom izolatora i napona. Stoga je i ovo važan propis.
(4) Kako bi se ograničio problem prenapona, potrebno je odrediti vrijeme početka automatskog ponovnog zatvaranja. Ako ponovno zatvaranje ne uspije, vršni kraj s obje strane trebao bi smanjiti napon.
(5) Rezonantni prenapon se izračunava kroz radno stanje dvije faze kako bi se postiglo, ako je dozvoljena vrijednost prekoračena, u njemu se može koristiti jednofazno ponovno zatvaranje.
(6) Ulaz/skok prekidača treba da bude poluautomatski kako bi se osiguralo da vremenska razlika između ulaza i isključenja na oba kraja ne prelazi specificiranu vrijednost.
(7) Prilikom odabira šant reaktora treba uzeti u obzir prenapon uzrokovan kvarom uklanjanja. Da bi se smanjio gubitak jalove snage u prijenosu reaktora, reaktor treba staviti u upotrebu. Za šant reaktor treba da postoji prekidač/prekidač automatski uređaj, koji se pokreće linijskom zaštitom.
2.1000kV UHV linijska relejna zaštita osnovni zahtjevi
Relejna zaštita 1000kV UHV linije treba da ispuni zahtjeve pouzdanosti, selektivnosti, osjetljivosti i brzog rada. U poređenju sa UHV i općom visokonaponskom linijom, relejna zaštita bi trebala imati veću redundantnost i dobru neovisnost. Konfiguracija relejne zaštite 1000kV UHV linije može osigurati da zaštićeni vod može biti zaštićen brzo i bez odlaganja u slučaju kvara u bilo kojem radnom stanju. Kvar na oba kraja linije može se brzo ukloniti kako bi se spriječilo oštećenje električne opreme, nestabilnost sistema ili prenapon i druge sigurnosne nezgode.
S jedne strane, relejna zaštita 1000kV UHV voda treba da osigura da nema prenapona koji utiče na izolatore i električnu opremu, as druge strane da obezbedi stabilnost 1000kV UHV linije. Izolatori na vodovima ultravisokog napona 1000kV ne mogu izdržati veliki prenapon, pa će prenapon uticati na izolacionu sposobnost izolatora, pa čak i dovesti do kvara izolacije. Kako bi se osiguralo da se prenapon kontroliše unutar dozvoljenog raspona, vrijeme otklanjanja kvara relejne zaštite na oba kraja 1000kV UHV voda je mnogo duže od vremena kada je jedan kraj isključen, a drugi uključen.
Kako bi se osigurao stabilan rad UHV linije, kvar treba brzo prekinuti na oba kraja. Zabranjeno je zaštititi jedan kraj i odspojiti drugi kraj. Da bi se zadovoljili zahtjevi prijenosa 1000kV UHV linije, jedna je glavna zaštita, a druga je rezervna zaštita koja omogućava signale okidanja ili prenosi signale okidanja. Vremenska razlika između dva kraja 1000kV UHV linije za prekid kvarova kontroliše se unutar 30-40ms, s obzirom da je vremenska razlika između prekidača i relejne zaštite na oba kraja voda 20ms. Glavne postavke zaštite trebale bi biti potpuno neovisne od okidača do zaštitnog zaslona, DC napajanja, naponskog transformatora i strujnog transformatora.
3.Posebni problemi relejne zaštite za 1000kV UHV vod
3.1 Struja kondenzatora je neispravna
Kako bi se poboljšao prijenosni kapacitet 1000kV UHV linije, induktivnost i otpor UHV linije treba smanjiti što je više moguće, a kapacitivnost treba povećati kako bi se smanjila provodljivost curenja. U poređenju sa dalekovodom od 500kV, struja kapacitivnosti, snaga prenosa i impedansa Ugao 1000kV UHV linije se kontinuirano povećavaju. Pod uticajem kondenzatora distribuirane struje, fazni ugao i amplituda struje sa obe strane UHV linije se značajno menjaju, a diferencijalna zaštita linije je ozbiljno pogođena zbog postojanja strujnih kondenzatora. Kada se struja opterećenja 1000kV UHV linije smanji, pouzdanost i osjetljivost diferencijalne zaštite će se smanjiti, a odbacivanje zaštite će lako doći nakon uzemljenja kroz prijelazni otpor. Zbog toga je potrebno postaviti šant prigušnice i usvojiti efikasne mjere strujne kompenzacije kondenzatora kako bi se poboljšala tačnost i pouzdanost diferencijalne zaštite UHV linije.
3.2 Problemi prolaznog procesa
Prolazni proces 1000kV UHV linije će proizvesti visokofrekventnu oscilirajuću komponentu i ozbiljnu kapacitivnu induktivnu rezonancu. Kada je u prelaznom procesu, amplituda i faza struje i napona UHV linije će biti izobličene, što će rezultirati velikim brojem harmonika. Kada je otpor UHV linije relativno velik, a opterećenje malo, lako dolazi do kratkog spoja uzemljenja i dolazi do ozbiljnog izobličenja valnog oblika. Budući da što je veća frekvencija 1000kV UHV linije, to će biti veća ekvivalentna reaktanca, tako da ekvivalentnu reaktanciju treba smanjiti što je više moguće pod uslovom visokofrekventne komponente. Ako dođe do kvara na kraju UHV linije, visokofrekventna komponenta struje je velika, što uglavnom uključuje 11-13 harmonike i 2-4 harmonike. Postojanje harmonika će uticati na tačnost proračuna relejne zaštite UHV linije i lako dovesti do prekoračenja stabilnog stanja relejne zaštite, posebno za harmonike bliske osnovnom talasu. Filter za zaustavljanje pojasa treba postaviti na odgovarajuću poziciju na 1000kV UHV liniji.
4. Problem tranzicijskog otpora
Prijelazni otpor 1000kV UHV linije je oko 600Ω. Zbog velike udaljenosti prijenosa, napon nulte sekvence će se znatno smanjiti kada struja teče kroz kraj otporne linije 600-ω. U ovom slučaju, napon 1000kV UHV linije ne može se kombinirati kako bi se ispravno utvrdilo da li postoji kvar uzemljenja ili normalno radno stanje. Zaštita pravca nulte sekvence ne može se precizno proceniti, što dovodi do toga da zaštita pravca nulte sekvence odbija da radi. U kombinaciji sa uzdužnim rastojanjem i glavnim principom zaštite okomitog smjera, vertikalna nulta sekvenca glavna zaštita je usvojena za zemljospoj 1000kV UHV linije, a relejna zaštita linije se koristi za preciznu identifikaciju kratkog spoja. problem prelaznog otpora UHV linije.
5. Vertikalna zaštita
Neravnomjerni distributivni kapacitet i naponski nivo 1000kV UHV linije će uticati na uzdužnu zaštitu. Sinhrono isključenje prekidača na oba kraja UHV linije je samo idealna metoda. Putujući val reflektiran od izvora napajanja na jednom kraju UHV linije može uzrokovati prenapon na UHV liniji. Struja punjenja kondenzatora koju generiše distribuirani kondenzator na 1000kV UHV liniji će uticati na uzdužnu diferencijalnu zaštitu linije. Stoga, kompenzacijski reaktor treba postaviti na UHV liniju kako bi se izbjegao neispravan rad zaštite u normalnom radnom stanju.