直流线路中性线回流方式研究

直流输电系统有接地极返回和金属回流线两种返回方式。采用金属回流线返回时,为节约线路走廊,直流线路可与金属回流线全线同塔并架,而全线同塔并架线路经济性的研究较为缺乏。为此首先分析直流线路、接地极、接地极引线以及同塔并架线路的造价指标,其次对比两种返回方式的经济性,最后给出两种方式的投资临界点。研究表明:对于短距离的柔性直流输电系统,采用全线并架金属回线的返回方案具有经济优势;对于长距离的特高压直流输电系统,采用接地极返回方式具有经济优势。     

无接地极直流输电线路金属回线选型设计

为了有效解决高压直流输电系统接地极极址及线路路径选择困难的问题,考虑采用金属回线与极导线同塔架设的方案,对金属回线的特点进行了分析,提出了金属回线选型的主要原则,并以典型±800 kV直流输电线路为例,进行了金属回线的比选分析,推荐采用JNRLH1/G3A-500/45钢芯耐热铝合金绞线作为金属回线.     

±800kV滇西北至广东特高压工程极导线与接地极线共塔电磁环境研究

直流输电线路经过高度城市化的地区时,将直流线路和接地极线路共塔架设是解决输电线路走廊紧缺问题的最佳选择,但目前国内外对于这种塔型的电磁环境鲜有研究。本文对传统电磁环境计算方法进行了拓展,以便能够考虑接地极线对极导线电磁环境的屏蔽作用。以±800 kV滇西北至广东特高压工程为例,分析了水平排列和垂直排列两种共塔架设方式下线路可听噪声、无线电干扰、地面电场和地面离子流密度等的分布特点。结果表明,共塔架设线路的地面电场优于独立架设直流线路,采用极导线垂直排列(上层负极导线)的布置型式可将输电线路走廊压缩约44%。     

高压直流不停电方式下接地极线路融冰模式探讨

为避免接地极线路融冰期间直流输电系统停运,提高直流输电系统可靠性和可用率,对直流输电系统处于双极平衡运行方式、单极金属回线运行方式及同塔双回直流接地极线路接线方式进行研究,发现双极平衡运行时中性母线区域电压接近零,单极金属回线方式运行时接地极线路自动与直流系统隔离。根据以上直流系统固有特性,提出对应直流系统不停电时接地极线路融冰策略。又根据同塔双回直流系统共用接地极的特点,提出三种直流系统不停电方式下接地极线路融冰策略,结合实际工程运行情况可选择相应的融冰模式,所提方案可为后续直流系统接地极线路融冰设计提供参考。     

并联型多端直流输电金属回线运行方式*

并联型多端直流输电系统换流器故障后,采用金属回线运行可减小接地极引线电流。与两端直流输电不同的是,并联型多端直流输电系统的金属回线运行方式非常多。以四端并联型多端直流为例,按1～3个换流器故障分类,分别介绍各金属回线运行方式。分析金属回线运行时电流流向。提出在并入开关站的换流站之间采用3根输电线路设计,使得任一换流器故障后均有金属回线运行方式。分析多端系统中换流站共用接地极线的金属回线电流情况,对金属回线电流测点的配置进行建议。     

南方电网直流工程共用接地极的风险及影响分析

对于共用接地极的直流系统,存在其中一回直流单极大地运行或存在入地电流时,另一回直流开展单极大地、金属回线转换的操作,在此过程中接地网过流则导致保护动作闭锁,运行极和接地极线路刀闸开断能力不够等系统问题和设备问题.研究了共用接地极情况下金属、大地转换过程中存在的风险,包括对设备选型和控制保护的影响,以及共用接地极入地电流在换流站的分流关系及形成的电位分布,明确共用接地极入地电流对换流站的人身和设备的安全影响,并指出了共用接地极在接地极线路检修时对站内的影响.     

检修的共用接地极线路分流电流实测分析

共用接地极在土地占用、建设投资等方面具有很好的经济性和使用价值。但共用接地极在检修和运行过程中可能会存在一些问题,特别是在接地极线路检修时,运行直流系统可能会出现不平衡运行或单极大地回线运行方式;检修接地极线路会有电流流过,对检修人员的安全造成威胁。为充分掌握检修的接地极线路电流分流水平,对3个共用接地极的6个换流站的接地极线路分别进行试验测量。通过统计比较的方法对测量数据进行分析,得到了接地极线路和换流变中性点的分流百分比以及分流电流的变化趋势;同时分析得出影响检修接地极线路分流电流的因素主要包括:挂接的检修接地的位置、接地极电阻、入地电流水平等。依据实测数据计算分析得到的结果,为共用接地极的直流系统检修时的运行方式安排提供了工程数据参考,对保障检修人员的安全具有重要意义。     

乌东德与滇西北共用接地极线对直流输电系统影响研究

针对两回直流共用接地极线的两种方案,在构建共用接地极线的直流输电系统稳态模型的基础上,研究共用接地极线方案对两回直流控制系统、保护系统的影响,并对相应的解决措施进行了分析。对直流保护系统,接地极线路相关故障时,有双回直流闭锁的风险。     

高压直流输电共用接地极主要设计原则

随着西电东送规模的扩大,国内将建设越来越多的换流站,共用接地极很有必要性。介绍了国内第1个高压直流输电共用接地极体工程;通过相关公式,分析出正常额定入地电流值对接地极体工程造价影响最大,是共用接地极的最主要设计参数;提出选择主要设计参数需综合考虑共用接地极的工程造价、环境影响、安全运行要求等。共用部分接地极线路具有经济性和社会意义,技术问题得到解决后,可考虑采用共用接地极线路的方式。     

接地极线路短路故障快速识别及故障测距研究

直流接地极线路是从换流站的中性母线处引出,通过架设双导线并联的接地极引线连接到极址处,其极址电阻很小。从中性母线向接地极线路视入,接地极线路就是一个确定的多导体传输线(multiconductor transmission lines,MTL)系统,且其起端电压和起端电流可测,而基于反射原理的测距装置往往出现未能对接地极线路瞬时性故障进行及时捕捉、准确测距的情况。基于此,提出一种利用"构造方向电流"来快速判断接地极线故障,并选出故障接地极线的方法。对故障前数据进行小波变换,选其含有直流分量的小波系数来获取直流分量,实现极址电阻在线准确计算和监测。在接地极线故障正确选线和极址电阻准确计算的基础上,提出了基于π型等效线路模型的谐波分量阻抗测距方法。仿真和现场实测数据表明,该测距算法对于接地极线路近端故障有很高的测距精度。     

直流接地极线路与同塔或同走廊架设交流输电线路相互影响

为节省线路走廊占地,直流接地极线路会部分与站外交流电源线路同塔共架或同走廊架设,2种架设方式均存在交流线路和直流接地极线路相互影响的问题。采用电磁暂态计算程序,对接地极线路与35 kV交流线路同塔共架和接地极线路与330 kV交流线路同走廊架设条件下,交流线路和直流接地极线路的相互影响进行研究。结果表明：直流接地极线路与35 kV交流线路同杆共架时,35 kV交流线路在直流接地极线路上产生的感应电动势很小,最高感应电动势小于2 kV,对直流系统不会造成影响;直流接地极线路在35 kV交流系统上产生的感应电动势远小于35 kV交流设备的绝缘水平,对35 kV交流系统的安全运行不会造成危害。直流接地极线路与330 kV交流线路同走廊架设时,330 kV交流线路在直流接地极线路上产生的最高感应电动势不大于18 kV,对直流接地极线路的安全运行不会造成危害。研究结果对保障交流线路和直流接地极线路的安全稳定运行具有重要意义。     

超高压直流输电线路共用接地极电气特性研究

直流输电一般采用双极两线-地制构成方式,接地极线路从换流站引出到接地极,接地极尺寸近100万平方米.随着华南地区直流输电线路的增加,接地极的建设选址愈发困难,同时造成大量的土地占用,并且两变电站间若存在较大电位差将引起交流系统的直流偏磁效应.为此研发了深井接地极和共用接地极技术,建设世界首例千米级深井接地极,节约极址占地面积90％,接地极电阻减少2/3,接触电势降低80％.依据中国南方电网实际直流工程介绍EHVDC的建模仿真方法,分析了两条超高压直流输电线路电磁环境和直流线路与接地极线路同塔架设对共用接地极及其线路电气特性影响.     

±500 kV龙泉换流站接地极运行分析

龙青接地极线路和青台极址,运用了单极大地回路、单极金属回路、双极满负荷、双极过负荷等各种运行方式,线路维护和测量结果均表明线路和极址的运行处于良好状态。接地电阻测量值在0.028~0.029Ω,最大跨步电压小于2.5 V,均没有超过设计水平。建议及时颁布接地极线路、极址运行规程和检修规程,在接地极的设计时考虑通道和房屋拆迁工作,在测量时引入智能测量技术,以便提高接地极线路和极址的运行水平。     

特高压直流保护动作策略优化

特高压直流输送容量大,一极停运对两端交流系统的冲击很大,且导致单极大地回线运行,很大的入地直流电流对交流系统及附近的金属件产生不利影响,尤其对在运的换流变以及换流站近端的变压器产生直流偏磁,威胁换流变及变压器的安全运行。文中对特高压直流保护中的换流器差动保护、接地极线过负荷保护、接地极线不平衡保护以及线路重启逻辑的动作策略进行了优化,可大大缩短上述保护动作一极闭锁后单极大地回线运行的时间,减少流入大地的直流电流对交流系统、金属件、换流变及变压器的影响;并针对接地极引线增加了接地极线差动保护和接地极线差动监视报警功能,提高了接地极线的保护水平。文中的策略已应用于哈郑、灵绍直流工程,现场试验效果良好。     

两条特高压直流输电线路并行布置方案研究

特高压线路线路极间间距大、线路廊道宽,同一走廊内两条平行更是对沿线的城市规划、障碍物拆迁、工农业生产影响巨大。由于输电线路走廊资源的紧缺,通过研究±800 kV线路2回特高压直流线路并行,研究如何在满足电磁环境和电气距离的前提下,对走廊规划、塔型选择、塔位布置、并行间距、对地距离及拆迁范围等内容进行研究。同时考虑施工安全距离,减少走廊宽度与拆迁,降低工程投资,并得出结论。     

接地极线路不平衡保护分析及改进措施

±500kV兴安直流输电工程接地极线路实施反事故措施后,极控系统不能区分直流线路故障和接地极线路故障,导致直流输电系统存在误闭锁风险,故接地极线路不平衡保护策略需进一步调整优化。通过分析接地极线路不平衡保护的动作逻辑和反事故措施实施前后不同的保护策略,并结合3起保护动作事故,研究了反事故措施对接地极线路不平衡保护运行可靠性的影响,分析了保护在运行中存在的问题,提出了增加接地极线路不平衡保护单独出口回路、减少系统单极大地回线运行时间的改进建议,可有效降低兴安直流输电系统误闭锁的风险。     

±800kV与±500kV换流站共用接地极时入地电流对极址附近电位分布的影响

±800 kV楚穗直流换流站与±500 kV兴安直流换流站所共用的鱼龙岭接地极其中一回线路检修,另一回线路单极大地回路运行时,极地附近10 km范围内的电位分布决定了检修线路的检修措施;利用CDEGS软件计算了接地极附近电位分布,并与该极址投运前系统调试期间的测量结果进行了对比。结果表明：单回线路检修,另一回线路单极大地回路运行时,接地极内外环上方呈地表电位峰值,且接地极内环上方地电位高于外环,接地极外环地电位衰减迅速;跨步电压也在极环处达到峰值,但小于设计值,接触电压按标准采取措施后可满足限值要求;实测结果与计算结果基本一致;因土壤电阻率较低使得跨步电压偏高的部分区域,检修作业时应采取相应的防护措施。     

±500kV柔性直流同塔三回架空导线布置方式

直流输电线路的导线布置对线路的电磁环境、走廊宽度和防雷性能等具有重要影响,很大程度上决定着线路的技术经济性。本文通过±500kV柔性直流同塔三回导线(含3组金属回线)的不同布置方式,采用有限元法计算电磁环境,行波法和击距法计算耐雷性能。经过技术经济分析,提出±500kV柔性直流同塔三回极导线采用垂直布置、金属回线采用倒三角布置,为±500kV柔性直流线路同塔三回的工程设计提供参考。     

直流接地极对附近输电线路杆塔的腐蚀影响及防护措施的研究

直流电流在大地中流散时,大地将呈现一定的电位分布,当直流接地极址靠近输电走廊时,将有直流通过地线在处于不同等电位面的杆塔之间流动,从而造成杆塔接地体及基础导体的腐蚀.笔者针对锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程送端龙恩接地极址,以距极址最近的二自Ⅱ回500 kV交流线路为例,将直流接地极、土壤结构、避雷线和杆塔接...     

石墨缆柔性接地极在输电线路中的应用

苏州部分地区的输电线路铁塔接地极存在易腐蚀、与土壤贴合度不高、易被偷盗和高成本等问题和隐患,为解决此类问题,提出一种新型石墨缆柔性接地极。分析石墨缆的材料性质和接地特性,对比分析石墨缆柔性接地极与镀锌钢接地极的导电性和全寿命周期内的费用,得出该材料的接地特点和适用范围。最后在苏州西部山区首次使用该技术的实际工程中,经过现场实际测量及后续观察,发现石墨缆柔性接地极确实比较适合在特殊强酸、易腐蚀地区进行接地改造,保护输电线路可靠运行。