直流系统共用的接地极检修运行分析

针对共用接地极的高压输电系统在运行和检修过程中存在的问题,以2个直流输电系统共用接地极为例,结合实际工程参数,根据理论分析进行电流分布计算并分析了其影响因素,结果表明:接地极线路分流电流主要受共用接地极电阻、检修接地极线路电阻、检修接地位置及土壤状况等影响;另外,检修的接地极线路分流电流会进入换流站,可能会对换流变的直流偏磁产生影响,严重时会导致换流变饱和保护动作闭锁直流系统。最后,根据分析结果,对共用接地极检修时直流系统运行方式提出了建议。     

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.     

鱼龙岭共用接地极线路检修对换流站内变压器及人身安全的影响

多回直流共用接地极,其中一回接地极线路开展检修工作,另一回直流恰处于单极大地运行时,运行电流经接地极入地,其中部分电流流入检修侧杆塔接地装置,通过杆塔、检修接地线以及接地极线路流入换流站接地网,对换流站内设备及人身安全产生影响。以鱼龙岭极址土壤参数为基础,利用电力系统接地分析软件CDEGS计算分析了鱼龙岭共用接地极一回直流单极大地运行(额定电流),另一回直流接地极线路检修时,经由杆塔接地装置、永久/临时接地线、接地极线路以及换流站接地网共同构成的回路最终流入换流站接地网的电流可能引起的跨步电压、接触电压等人身安全风险,评估了换流站变压器直流偏磁风险。计算结果表明,接地极线路检修时流入接地网的电流不会引起人身安全风险,但会造成穗东站变压器偏磁电流超标。     

高压直流输电共用接地极技术研究

为分析共用接地极后两直流系统受端换流站中性母线电位升的变化情况,进而研究共用接地极对直流系统稳态运行的影响,首先讨论了直流输电系统共用接地极的型式和共用接地极的特点,建立了两回直流系统共用接地极的数学模型,并结合云广特高压直流输电与贵广II回直流输电系统参数,研究分析不同运行方式下该两回直流输电系统共用接地极对直流系统运行影响大小,以及与独立接地极相比共用接地极不同运行方式对环境的影响大小,最后对共用接地极对环境的影响以及公用接地极对直流系统运行的影响方面的问题提出了解决措施。     

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。     

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。     

±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。     

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.     

特高压直流共用接地极的暂态温升分析

特高压直流系统共用接地极可减少极址占地面积且节省投资,但单极运行时会引起极址大地电位升高,出现跨步电压升高、土壤发热等问题,因此开展直流接地极的相关研究对提高其安全运行具有重要意义。为此,基于COMSOL有限元分析软件,建立了特高压直流输电接地极的电流场和温度场全耦合暂态分析模型,与传统的电热模型相比,该模型能有效反映土壤参数随温度变化的过程。通过某±500 kV共用接地极各种运行工况下地面跨步电压和土壤最高温升的分析计算以及与测量值的比较,验证了该模型的有效性。基于该模型分析了土壤的电阻率、热导率和比热容对接地极运行的影响规律。研究结果表明热导率的变化对土壤温升影响更显著,对于额定入地电流为3 030 A、圆环半径为360 m、埋深为3 m的接地极,当按最大入地电流运行检验该接地极参数时,为满足跨步电压要求,接地极表层土壤电阻率需低于35Ω·m。所提出的模型和研究成果可用于指导高压直流共用接地极的优化设计。     

同塔双回直流共用接地极对单极金属与单极大地回线方式转换的影响

牛从直流为同塔双回共用接地极建设工程,一回单极金属与单极大地回线方式相互转换过程中存在接地极接入、站高速接地开关合上的短暂过程,若此时另一回为单极大地回线方式运行,则接地极电流将在转换回产生分流。分析单极大地运行回的接地极电流分流至另一回的机理,梳理该分流电流对保护的影响,并提出防范措施和建议。     

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。     

多个特高压直流系统送端共用接地极的内过电压研究

根据向家坝—南汇±800 kV直流输电工程的具体参数,利用电磁暂态仿真软件EMTP-RV对3个特高压直流输电系统送端采用共用接地极方案进行了详细的仿真研究;通过模拟直流系统不同运行方式下几种直流侧故障的暂态过程,深入分析了共用接地极方案对直流系统内过电压的影响。仿真结果表明,直流系统发生故障时,均未造成与其共用接地极的非故障系统各避雷器动作,非故障系统直流运行电压和电流均无明显扰动。采用共用接地极方案并未对直流系统的内过电压产生较大影响。     

特高压直流入地电流对附近杆塔地网腐蚀评估

为了有效开展直流入地电流对交流电网的影响评估,指导特高压直流接地极工程的选址建设,以国家电网公司正在建设的±800kV某特高压直流输电工程接地极(址)及邻近500kV交流输电线路杆塔实际参数为例,采用接地仿真计算软件建立了相应的极址土壤模型和线路电气模型,对流入输电线路各杆塔接地体的直流电流及分布特性进行了全面、系统的研究,根据接地极在设计寿命内的总安时数和运行方式计算得到了单基杆塔接地体的腐蚀量,分析表明杆塔地网腐蚀量与接地极运行的安时数、流出该基杆塔接地体的电流值以及使该基杆塔接地体电流流出时接地极的运行时间成正比,且主要集中在接地体的末端,建议应根据极址土壤电阻率参数和系统额定电流来确定接地极与输电线路的最小距离要求。该成果可用于指导直流接地极设计中类似问题的研究。     

特高压直流输电线路接地极线路高阻故障测距方法研究

直流接地极线路不同于直流输电线路,其在正常运行下,电压电流的值均很小,且极址点是通过阻值很小的过渡电阻接地,因此接地极线路精确定位是故障测距的难点。理论分析和仿真表明,当接地极线路发生接地故障,且接地点电阻大于或等于极址电阻时,流入故障点的电流很小,利用沿线电压分布推导得到的故障点电压不再是电压在线路上分布的最小值,而极址点电压是沿线电压分布的最小值。因此根据故障点电压相等来构造测距函数的测距原理存在不足之处。利用极址点电压相等构造测距函数,提出一种基于故障录波数据的耐受高阻接地的直流接地极线路故障测距新方法。大量仿真表明,该算法可以实现接地极线路的精确定位,对采样率要求不高,便于工程实际运用。     

±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。     

直流输电系统接地极电流对交流电网的影响分析

基于三-广直流输电系统(三峡-广东高压直流输电工程)的调试结果,分析了有多个直流系统落点的交流电网中直流接地极电流对交流电网影响的基本规律.提出为减小直流接地极电流对交流电网的影响应合理安排直流系统的运行方式;建立可靠的电流通道,减小接地极的接地电阻或建立专门线路;合理安排电网中交流变压器的接地点和接地方式.文章介绍了实施上述措施需进行的具体研究工作.     

金沙江一期UHVDC工程三换流站共用接地极的研究

针对接地极极址选择困难和基于与独立接地极的技术经济比较结果, 提出了金沙江一期±800 kV特高压直流外送工程三换流站共用接地极的设计方案。该方案在减少地电流对环境的影响方面有明显的优势; 系统的安全和可靠性, 可以通过极址选择和在接地极设计中得到解决; 不仅可节省极址用地, 并可大幅降低工程总造价。但是, 多换流站共用接地极需要加强调度联系, 避免多直流输电系统同极性以大地返回方式运行。     

金沙江一期UHVDCT程三换流站共用接地极的研究

针对接地极极址选择困难和基于与独立接地极的技术经济比较结果，提出了金沙江一期＋800kV特高压直流外送工程三换流站共用接地极的设计方案。该方案在减少地电流对环境的影响方面有明显的优势；系统的安全和可靠性，可以通过极址选择和在接地极设计中得到解决；不仅可节省极址用地，并可大幅降低工程总造价。但是，多换流站共用接地极需要加强调度联系，避免多直流输电系统同极性以大地返回方式运行。     

同塔双回直流接地极电流限制功能的逻辑优化研究

针对共用接地极的特性以及接地极容量等问题,牛从直流首次应用了接地极电流限制功能。分析了接地极电流限制功能的逻辑,结合调试运行经验梳理了该功能设计存在的问题和隐患,并提出合理的优化建议,以有效确保该功能动作的正确性,提高直流系统运行稳定性。     

云广与贵广Ⅱ回直流工程共用接地极的过流风险分析与控制

为了节省用地和降低工程造价,云广直流工程与贵广Ⅱ回直流工程在广东省内共用一个接地板.基于直流过负荷逻辑和接地极过流保护分析了共用接地板的过流风险,指出在两回直流同名极同时跳闸且运行极均短时过负荷运行时,将会出现共用接地极电流超过最大耐流值的情况.针对这种过流风险,从调度运行层面上提出调控措施及彻底解决问题的建议.