לקווי תמסורת UHV יש מאפיינים ייחודיים מאוד. הקו הנבחר הוא חוט מפוצל שמונה, בעל חלל גדול מאוד והוא גם מופץ בדרגת קיבול גבוהה מאוד, מה שמקטין את ההפסדים במעגל במידה רבה. הקידום והיישום של טכנולוגיית שידור UHV בשנים האחרונות פתרו במידה רבה את בעיית חלוקת האנרגיה והצריכה הלא מאוזנת בסין, השלימו את שינוי היתרון של משאבים, מילא את צורכי הצמיחה של פיתוח כלכלי, שיפרו את כושר הנשיאה של רשת החשמל, וכן יכול גם למלא תפקיד בהפחתת צריכת האנרגיה של משאבים.
קווי תמסורת UHV צריכים לספק את הדרישה של מהימנות ורגישות הקווים הפועלים, יש להם גם אפקט הגנה טוב מאוד, אם הקו נכשל, ניתן ליישם את התקן הגיבוי בזמן, כדי לנתח את הגורם לכשל, כדי לקחת את התואם אמצעים לפתרון בעיית כשל, הימנע מבעיית מעגל חמורה יותר.
1. דרישות הגנת ממסר עבור קווי תמסורת UHV
הדרישות הבסיסיות שלו הן כדלקמן:
(1) כדי שיהיה לו ציוד מערכת הגנה לגיבוי, בדרך כלל צריך להיות מסוגל להשלים במהירות את הסרת תקלת הקו, כמו גם עם יכולת ריצה עצמאית להגן על הציוד, ובמקרה זה, נועדו להבטיח כי ב- ציוד ההגנה העיקרי נכשל בתיקון או שאינו מסוגל לפעול, הוא יכול לממש עבודת הגנה לגיבוי.
(2) יש להידרש לפעולת ציוד ההגנה הראשי וזמן כיבוי הקשת, ולא לחרוג מהערך הגבוה ביותר של מתח היתר.
(3) כאשר הקו נחתך משני הקצוות בתנאי העומס, הפרש הזמן שנוצר לא יעלה על הערך המוגבל. הערך המרבי צריך להיקבע על ידי חישוב פעיל של המבודד והמתח. לכן גם זו תקנה חשובה.
(4) על מנת להגביל את בעיית מתח היתר, יש לציין את שעת ההתחלה של סגירה אוטומטית מחדש. אם הסגירה מחדש נכשלת, קצה העמית משני הצדדים אמור להפחית את המתח.
(5) מתח היתר התהודה מחושב באמצעות מצב הפעולה של שני השלבים כדי להשיג, אם חריגה מהערך המותר, אז ניתן להשתמש בו בסגירה חד פאזי.
(6) כניסה/קפיצה של מפסק זרם צריכה להיות חצי אוטומטית כדי להבטיח שהפרש הזמן בין הקלט לניתוק בשני הקצוות לא יעלה על הערך שצוין.
(7) בבחירת כור shunt, יש לשקול את מתח היתר שנגרם כתוצאה מתקלת ההסרה. על מנת להפחית את אובדן ההספק התגובתי בהולכת הכור, יש להכניס את הכור לשימוש. עבור כור ה-shunt, צריך להיות התקן אוטומטי של מתג/מתג, המופעל על ידי הגנת הקו.
דרישות בסיסיות להגנת ממסר קו UHV 2.1000kV
הגנת הממסר של קו 1000kV UHV צריכה לעמוד בדרישות של אמינות, סלקטיביות, רגישות ותפעול מהיר. בהשוואה ל-UHV ולקו מתח גבוה כללי, הגנת הממסר צריכה להיות בעלת יתירות רבה יותר ועצמאות טובה. תצורת הגנת הממסר של קו 1000kV UHV יכולה להבטיח שניתן להגן על הקו המוגן במהירות וללא דיחוי במקרה של תקלה בכל מצב הפעלה. ניתן להסיר במהירות את התקלה בשני קצוות הקו כדי למנוע נזק לציוד חשמלי, חוסר יציבות של המערכת או מתח יתר ותאונות בטיחות אחרות.
מצד אחד, הגנת הממסר של קו 1000kV UHV אמורה להבטיח שאין מתח יתר המשפיע על מבודדים וציוד חשמלי, ומצד שני להבטיח את היציבות של קו 1000kV UHV. מבודדים בקווי מתח אולטרה-גבוה 1000kV אינם יכולים לעמוד במתח יתר גדול, ולכן מתח יתר ישפיע על יכולת הבידוד של מבודדים ואף יוביל להתמוטטות בידוד. על מנת להבטיח שמתח היתר נשלט בטווח המותר, זמן הסרת התקלות של הגנת ממסר בשני הקצוות של קו 1000kV UHV ארוך בהרבה מהזמן שבו קצה אחד מנותק והקצה השני מוכנס.
על מנת להבטיח את הפעולה היציבה של קו UHV, יש לנתק במהירות את התקלה בשני הקצוות. אסור להגן על קצה אחד ולנתק את הקצה השני. על מנת לעמוד בדרישות השידור של קו 1000kV UHV, האחת היא ההגנה העיקרית, והשנייה היא הגנת הגיבוי המאפשרת ניתוק אותות או משדר אותות טריפ. הפרש הזמן בין שני הקצוות של קו 1000kV UHV לניתוק תקלות נשלט בתוך 30-40ms, בהתחשב בכך שהפרש הזמן בין מפסק החשמל להגנת הממסר בשני קצוות הקו הוא 20ms. הגדרות ההגנה העיקריות צריכות להיות עצמאיות לחלוטין מסליל הנסיעה למסך ההגנה, ספק כוח DC, שנאי מתח ושנאי זרם.
3.בעיות מיוחדות של הגנת ממסר עבור קו 1000kV UHV
3.1 זרם הקבל פגום
על מנת לשפר את יכולת ההולכה של קו 1000kV UHV, יש להפחית את השראות וההתנגדות של קו UHV ככל האפשר, ולהגדיל את הקיבול כדי להפחית את מוליכות הדליפה. בהשוואה לקו ההולכה של 500kV, זרם הקיבול, הספק השידור וזווית העכבה של קו 1000kV UHV גדלים ברציפות. בהשפעת קבלי הזרם המבוזרים, זווית הפאזה והמשרעת של הזרם משני צדי קו UHV משתנים מאוד, וההגנה הדיפרנציאלית של הקו מושפעת קשות עקב קיומם של קבלים זרם. כאשר זרם העומס של קו 1000kV UHV יורד, האמינות והרגישות של הגנה דיפרנציאלית תפחת, ודחיית הגנה תתרחש בקלות לאחר הארקה באמצעות התנגדות מעבר. לכן, יש צורך להגדיר כורי shunt ולאמץ אמצעי פיצוי יעילים של קבלים זרם כדי לשפר את הדיוק והאמינות של הגנה דיפרנציאלית של קו UHV.
3.2 בעיות תהליכיות חולפות
התהליך החולף של קו 1000kV UHV ייצור רכיב תנודות בתדר גבוה ותהודה רצינית של השראות קיבוליות. כאשר בתהליך החולף, המשרעת והפאזה של הזרם והמתח של קו UHV יתעוותו, וכתוצאה מכך מספר רב של הרמוניות. כאשר התנגדות קו ה-UHV גדולה יחסית והעומס קטן, קל להתרחש הקצר בקרקע, ומתרחש עיוות צורת גל רציני. מכיוון שככל שהתדר של קו 1000kV UHV גבוה יותר, כך התגובה המקבילה תהיה גדולה יותר, ולכן יש להפחית את התגובה המקבילה ככל האפשר בתנאי של רכיב בתדר גבוה. אם מתרחשת תקלה בקצה קו ה-UHV, רכיב התדר הגבוה של הזרם גדול, הכולל בעיקר הרמוניות 11-13 ו-2-4 הרמוניות. קיומן של הרמוניות ישפיע על דיוק החישוב של הגנת הממסר של קו UHV ויוביל בקלות לחריגת המצב היציב של הגנת הממסר, במיוחד עבור הרמוניות הקרובות לגל היסוד. יש להגדיר מסנן עצירת פס במיקום מתאים בקו 1000kV UHV.
4. בעיית התנגדות מעבר
התנגדות המעבר של קו 1000kV UHV היא כ-600Ω. בשל מרחק השידור הארוך, המתח ברצף האפס יקטן מאוד כאשר הזרם זורם דרך קצה קו ההתנגדות 600-ω. במקרה זה, לא ניתן לשלב את המתח של קו 1000kV UHV כדי לקבוע בצורה נכונה אם יש תקלת הארקה או מצב הפעולה הרגיל. לא ניתן לשפוט במדויק את הגנת כיוון רצף האפס, וכתוצאה מכך הגנת כיוון רצף האפס מסרבת לפעול. בשילוב עם המרחק האורך ועקרון ההגנה העיקרי של הכיוון האנכי, ההגנה הראשית ברצף האפס האנכי מאומצת עבור תקלת האדמה של קו 1000kV UHV, והגנת הממסר של הקו משמשת לזיהוי מדויק של הקצר. בעיה של התנגדות המעבר של קו UHV.
5. הגנה אנכית
קיבול הפצה הלא אחיד ורמת המתח של קו 1000kV UHV ישפיעו על ההגנה האורכית. הניתוק הסינכרוני של המפסקים בשני קצוות קו UHV הוא רק שיטה אידיאלית. הגל הנוסע המשתקף על ידי ספק הכוח בקצה אחד של קו UHV עלול לגרום למתח יתר בקו UHV. זרם הטעינה של הקבלים שנוצר על ידי הקבל המפוזר בקו 1000kV UHV ישפיע על ההגנה הדיפרנציאלית האורכית של הקו. לכן, יש להקים כור פיצוי על קו UHV כדי למנוע פעולת הגנה שגויה במצב הפעולה הרגיל.