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。     

一种快速切除HVDC输电系统接地极线路接地故障的方案

兴安直流输电系统逆变侧接地极线路与直流线路同杆并架敷设.在直流线路遭雷击后,接地极线路因感应过电压继发接地故障,在高压直流(HVDC)输电系统单极故障重启不成功的条件下,两回并行的接地极线路不平衡电流保护动作,导致直流输电系统双极闭锁.为了彻底消除接地极线路故障导致的HVDC输电系统闭锁现象,提出在换流站接地极线路出口处装设直流断路器灭弧的方案,并相应调整了接地极线路的控制和保护策略.     

特高压直流接地极线路内部过电压机理及特性分析

接地极线路是特高压直流输电系统的重要组成部分,为对特高压直流接地极内部过电压机理及特性进行分析,介绍了接地极线路电压响应传递函数,使用电力系统分析软件MATLAB Sim Power System建立了±800 k V宾金直流工程过电压计算模型,对紧急停运、接地极线路单侧接地、直流系统高压侧接地3种情况下接地极线路的内部过电压进行了比较,重点分析了高压侧接地点位置、直流滤波器、高压直流线路长度、接地极线路长度对单极故障下接地极线路内部过电压的影响。分析表明高压侧接地所导致的接地极线路内部过电压最严重;接地极线路长度、直流线路长度和高压侧故障点位置影响接地极线路内部过电压幅值和频率,直流滤波器则决定了过电压振荡频率;直流接地极线路绝缘水平应根据直流工程具体情况确定。     

±800 kV特高压直流线路与接地极引线同塔并架布置方案研究

目前有关特高压直流线路与接地极引线长距离同塔并架的研究较为缺乏。提出3种同塔架设方案,即:接地极引线布置在直流线路下方、接地极引线布置在直流线路上方及接地极引线兼做地线使用。通过经济指标及运行影响对比分析,提出最佳同塔并架方案。研究表明:长距离同塔并架时,接地极引线布置在直流线下方为最佳布置方案。     

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。     

南方电网直流融冰技术研究

极端气候条件引起的输电线路覆冰导致输电 线路和杆塔的严重损害,这使得快速恢复送电变得 非常困难。为了防止这种情况的再次出现,进行输 电线路的融冰是一种很好的方法。与交流融冰法不 一样,在一定的环境条件下,直流融冰所需要的电 源容量仅决定于需要融冰线路的直流电阻和导线长 度。通过对南方电网各电压等级架空线路直流融冰 参数进行仔细分析和计算,提出了适用于南方电网 的交流输电线路的直流融冰技术方案,同时也对南 方电网直流输电线路和接地极引线的保线和融冰技 术方案进行了分析计算。     

直流输电接地极线路招弧角有关问题的分析

为提高直流线路运行的可靠性,对天广直流马窝侧接地极线路、兴安直流兴仁侧接地极线路招弧角的运行进行了分析和计算,得出目前直流输电接地极线路招弧角配置存在间隙过小的问题,使安装了招弧角的线路的耐雷水平大为降低,必须对此进行调整。根据线路的实际运行情况,兼顾保护绝缘子串和保证线路的耐雷水平,提出了调整绝缘子串和招弧角间隙绝缘配合的方法,仿真计算表明此方法可提高线路的耐雷水平。     

特高压直流接地极线路过电压研究

针对±800 kV宾金直流工程发生的"7.13"直流接地极线路烧毁故障,使用电力系统分析软件MATLAB Sim Power Systems建立电磁暂态仿真模型,对直流系统不同运行方式下高压侧接地引起的直流接地极线路内部过电压特征及分布进行了分析,量化了接地极线路内部过电压水平。分析表明特高压接地极线路内部过电压与接地极线路长度、直流系统运行方式、出线避雷器参数有关;宾金直流工程宜宾侧接地极线路最大内部过电压幅值为278 kV,金华侧接地线路最大内部过电压幅值为60 kV;宜宾侧接地极线路绝缘子并联间隙干弧距离设计为20 cm,在故障时刻绝缘配合失效是引起"7.13"故障的原因。     

兴安直流系统分散接地方式替代专用极址探讨

对多起兴安直流双极闭锁故障的研究显示,兴安直流输电线路同杆架设直流极线和接地极线的线路较长,雷电绕击极线时在接地极线感应过电压,存在着双极闭锁的潜在风险。进一步研究发现,如果将兴安直流线路广东侧接地极同杆并架段所有杆塔（极址10 km范围绝缘架空地线段仍然保持绝缘）用并沟线夹完全接地,可以构建一个新的分散式大型接地系统,不仅可以解决不平衡电流问题,而且大大降低了直流系统单极运行的电能损耗,同时对直流线路本身的防雷也有积极意义。接地系统形成后,鱼龙岭极址的功能被淡化,保护了鱼龙岭地区生态。在此基础上,对新建工程分散接地设置方式提出优化方案。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地极线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议。     

特高压直流单极故障引发送端接地极引线过电压计算方法及影响因素分析EI北大核心CSCD

接地极引线是特高压直流输电系统的重要组成部分,其运行状态与特高压直流输电工程运行的可靠性密切相关。针对特高压直流单极故障后接地极引线所出现的过电压风险,研究了过电压幅值及振荡频率的计算方法,并基于仿真算例探讨了影响过电压幅值及振荡频率的影响因素。首先,计及特高压直流一次系统以及控制系统行为,推导了特高压直流单极故障后接地极引线首端电压扰动的传递函数,提出了基于传递函数求解过电压峰值及电压振荡频率的方法。其次,利用西南某实际±800k V特高压直流系统实际录波,验证了传递函数的有效性。最后,基于仿真算例分析了直流线路故障位置、接地极引线的长度、电流控制器参数以及故障前直流的正常运行电压等因素对故障后接地极引线过电压峰值及振荡频率的影响。     

特高压直流单极故障引发送端接地极引线过电压计算方法及影响因素分析

接地极引线是特高压直流输电系统的重要组成部分,其运行状态与特高压直流输电工程运行的可靠性密切相关。针对特高压直流单极故障后接地极引线所出现的过电压风险,研究了过电压幅值及振荡频率的计算方法,并基于仿真算例探讨了影响过电压幅值及振荡频率的影响因素。首先,计及特高压直流一次系统以及控制系统行为,推导了特高压直流单极故障后接地极引线首端电压扰动的传递函数,提出了基于传递函数求解过电压峰值及电压振荡频率的方法。其次,利用西南某实际±800k V特高压直流系统实际录波,验证了传递函数的有效性。最后,基于仿真算例分析了直流线路故障位置、接地极引线的长度、电流控制器参数以及故障前直流的正常运行电压等因素对故障后接地极引线过电压峰值及振荡频率的影响。     

南方电网直流输电系统接地极线路不平衡保护动作后果探讨

接地板线路不平衡保护用于检测接地极线路故障,首先简介了天广、高肇和兴安等南方电网直流输电系统中接地极线路不平衡保护的动作原理和动作后果,根据直流线路故障的特征,建议将单极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由启动闭锁改进为启动故障重启动功能、将天广直流双极方式下接地极线路不平衡保护的动作后果由告警改进为启动双极功率平衡功能,并结合RTDS仿真指出改进过程中应注意接地极线路和高压直流线路相继故障带来的系统稳定问题,同时也给出了相应的改进建议.     

兴安直流双极闭锁反事故措施实时仿真研究

对“5·5”兴安直流双极闭锁故障的分析显示,由于兴安直流采用接地极线路与直流输电线路同塔架设,存在着双极闭锁潜在风险。因此,搭建了由实时数字仿真器（RTDS）与兴安直流实际的控制保护装置组成的闭环实验系统,针对直流控制保护故障重启功能进行大量实时仿真实验,内容包括实现接地极线路电流不平衡保护重启及定值调整,调整直流线路现有故障重启逻辑和模式,以及重启功能调整后对拉制保护的关联影响等。从直流控制保护的角度提出了有效地防止类似“5·5”兴安直流双极闭锁的措施。     

特高压直流输电系统接地极线路保护配置方案优化建议

接地极是特高压直流输电系统中重要的组成部分,结合宾金直流接地极调试及投运以来发生的两起接地极引线断线事件,尤其是2015年7月13日接地极引线1断线接地事件,利用单位电流法计算故障支路的电流分布系数,理论分析接地极线路接地和断线故障时电流变化特征,深入分析目前宾金直流接地极保护策略配置存在的缺陷,将纵联差动保护与不平衡保护相结合,形成一种能准确判断故障类型的新型保护配置方法,优化目前的保护动作策略,能有效提高接地极系统运行的稳定性。     

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。     

南方电网直流输电系统接地极不平衡保护动作策略分析

接地极线路故障在南方电网所辖云广、天广、高肇及兴安直流输电系统中均有发生,接地极不平衡保护动作策略也经过多次研究和改进.在介绍4条直流输电系统接地极不平衡保护动作策略基础上,对比分析了各条直流输电系统接地极不平衡保护策略的异同,建议高肇、兴安直流接地极不平衡保护动作重启动策略按照云广、天广直流策略实施.根据单根接地极线...     

±800 kV宾金直流接地极线路电流不平衡异常分析

接地极线路是直流输电系统的重要组成部分,其安全稳定运行对整个系统的可靠性至关重要。然而,近年来国内接地极线路多次发生故障,成为薄弱环节。2016年4月16日±800 kV宾金直流输电工程的极Ⅱ线路遭受雷击后绝缘击穿。极Ⅱ线路在直流控保的作用下全压再启动两次成功。在极Ⅱ线路第2次再启动过程中,接地极引线不平衡保护动作。通过故障录波分析和登塔检查,发现宜宾换流站接地极线路一侧导线绝缘在极Ⅱ线路接地故障后发生过电压击穿,在重启过程中持续流过直流续流。基于此次故障,详细分析了目前接地极线路多次故障的原因,提出通过改进接地极建立绝缘配合解决此类问题。     

特高压直流输电直流侧高频干扰及滤波器型式

为解决特高压直流输电系统在直流线路和接地极线路上产生大量的高频谐波,以特高压直流输电系统每极2组12脉动换流器串联的换流器为例,深入分析了特高压直流输电换流站产生电力线载波干扰和无线电干扰的机理;探讨了换流站直流侧高频谐波的规范要求,针对直流极线和接地极线上PLC/RI滤波器的多种组合方式,采用谐波分析软件HAP计算了直流极线端部和接地极线端部的总PLC及总RI干扰水平;提出了抑制特高压直流输电直流侧高频干扰的滤波器配置方案。     

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。