项目背景
高压直流输电在远距离大容量输电和电力系统联网方面具有明显的优点，目前我国已投运±500 kV、±660 kV以及±800 kV等电压等级直流输电线路20 余条，根据规划，以后再建设的直流输电工程主要为±800 kV或±1 100 kV。直流线路保护作为直流输电工程保护系统重要的组成部分，承担着快速检测并清除线路故障的重大任务，其表现的优劣直接影响到整个直流输电工程的运行性能。
目前国内外对直流线路保护的理论研究较多。然而相关理论并未在实际工程中得到应用，现有工程的线路保护一般采用ABB或SIEMENS方案，线路保护主要有行波保护、电压突变量保护、线路低电压保护和直流线路纵差保护组成，电压突变量保护是线路保护的主保护。
对高压直流输电线路间电磁耦合的研究主要集中在对同塔双回直流线路的相互影响或交流线路对直流线路影响等方面的问题，且主要通过PSCAD进行仿真研究，对特高压直流极间线路耦合和直流线路电磁耦合机理方面的研究还不够深入。
溪洛渡左岸-浙江金华±800 kV特高压直流输电工程(简称：宾金直流)西起四川省宜宾市宜宾换流站，东至浙江省金华市金华换流站，宜宾站常为整流站，金华站常为逆变站，直流线路长度约1 670 km，双极直流线路1回，2014年6月双极完全投运。宾金直流首次实现单回路800万kW满负荷和840万kW过负荷试运行，创造了超大容量直流输电的新纪录。
本文介绍了宾金直流7月31日线路保护动作情况，对动作原因进行了分析，指出直流线路极间电磁耦合产生的干扰是非故障极动作的原因。通过建立的特高压直流线路电磁耦合等效图，对线路电磁耦合的机理进行了公式推导及深入分析，提出了相关保护的优化措施，并进行了全面的RTDS仿真试验验证。目前，保护的优化策略已在宾金直流工程中应用，并对后续工作提出了建议。
现场保护动作情况及初步分析
2014年7月31日17点34分，宾金直流极1双阀组800 kV、极2单阀组(低端阀组)400 kV运行，双极直流功率6 000 MW，发生极1直流线路故障。宜宾站极1行波保护和电压突变量保护动作，金华站极1电压突变量保护动作。宜宾站极1直流线路再启动2次，重启成功。
极1直流线路故障后，金华站极2电压突变量保护动作，宾金直流极2低端阀组闭锁。
宾金直流在双极运行方式下采用两次原压重启动，同时在一极线路故障重启动时，闭锁另一极线路故障重启动功能，另一极如果发生线路故障立即闭锁。因此极2突变量保护动作后未经再启动而直接闭锁极2系统。
电压突变量保护逻辑图
现场动作相关波形如下图所示。
宜宾站极1直流电压、电流波形
金华站极2直流电压、电流波形
直流线路电磁耦合机理分析
特高压直流输电线路极1和极2均采用架空线，架空线路具有4个原参数(电阻R、电感L、对地电导G、电容C)，由于通常线路绝缘良好，泄漏电流很小，可以将它忽略，故认为G=0;为了简化分析，忽略对地电容，即认为C=0。如果系统双极运行时，特高压直流输电系统极1和极2线路电磁耦合等效电路可用下图来表示(只研究分布参数的线路部分)。
直流线路等效图
宾金特高压直流输电工程直流线路参数
RTDS仿真分析及保护功能优化策略
通过与工程现场控制保护系统一致的宾金特高压直流工程仿真控制保护设备，进行现场工况试验。该仿真系统与工程同期建设，在该系统上完成了宾金直流控制保护系统与阀控设备、安控装置和光CT等接口设备的联调试验。
试验工况与现场保持一致：极1双阀组800 kV、极2单阀组(低端阀组)400 kV运行，双极直流功率6 000 MW，模拟极1直流线路故障，故障点距宜宾站100 km，故障接地时间400 ms(模拟2次重启)。
宜宾站极1直流电压、电流仿真波形
金华站极2直流电压、电流仿真波形
区外及区内故障时的直流电压波形
优化后的电压突变量保护逻辑图
试验验证
为了验证优化后的电压突变量保护的正确性和可靠性，进行了多种典型运行方式和不同故障位置的线路接地故障试验，各运行方式下分别模拟极1线路首端、极1中点、极1末端、极2线路首端、极2中点和极2末端共6个故障点，共66项试验。结果表明电压突变量保护区内故障时均正确动作，区外故障时均能避免动作，详细的试验项目及结果如下表所示。
电压突变量保护测试结果
总结及建议
通过现场动作情况初步分析，极间线路电磁耦合产生的扰动为极2动作的原因，通过电磁耦合机理分析和RTDS仿真分析，提出了电压突变量保护逻辑的优化措施。通过区内外各种试验验证表明，优化后的保护功能能够实现区内故障正确动作，区外故障扰动时避免动作。针对本次故障情况建议后续工作如下：
1) 线路电磁耦合对直流控制保护的影响需进一步研究。特高压直流线路耦合较常规直流严重，当新的电压等级、直流线路输送距离增大或输送容量提高时均需要研究电磁耦合对直流控制保护的影响。
2) 仿真试验时RTDS线路模型的准确度对直流线路保护动作结果有很大影响，建议研究如何提升直流线路仿真模型的准确程度。
3) 后续特高压直流工程系统调试建议增加“800 kV+400 kV”运行方式下的800 kV线路故障试验。
原标题：【特高压直流输电】郭宏光等：特高压直流输电线路间电磁耦合对电压突变量保护影响的研究
