高压直流无接地极运行实现方法

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1、第４０卷第１６期２０１６年８月２５日Vol．４０No．１６Aug．２５,２０１６DOI:１０．７５００/AEPS２０１５０９３００１６高压直流无接地极运行实现方法朱益华１,郭琦１,李书勇１,关红兵１,朱韬析２,谢惠藩２(１．南方电网仿真重点实验室,南方电网科学研究院,广东省广州市５１００８０;２．南方电网电力调度通信中心,广东省广州市５１０６２３)摘要:接地极为直流输电系统大地回线运行方式提供电流回路,随着直流输电通道的密集增加,由接地极入地电流引起的油气管网腐蚀、变压器偏磁等问题逐渐增多,严重时将影响电网正常运行方式.文中提出了使用站内接地网代替接地极,直流系统以无接地极方式

2、运行的方案,主要通过直流的控制和保护逻辑来实现.以南方电网±８００kV普侨特高压直流工程的实际应用为例,分析了高压直流无接地极运行方案的关键技术难点,设计了通过控制保护核心逻辑修改来实现无接地极运行的方法,并利用实时数字仿真(RTDS)系统对方案进行了仿真验证.改进后的控制保护逻辑已在实际工程实施,效果良好.关键词:高压直流输电;接地极;站内接地网;控制保护;实时数字仿真０引言接地网代替接地极运行,站内接地网的设计原则是钳制直流中性点电位和为一、二次设备外壳接地,保直流输电具有传送功率大、线路造价低、控制性证系统故障工况下的人身和设备安全,但是并没有能好等优点,是许多国家作为高

3、电压、大容量、长距考虑为直流提供大电流返回的通路.与接地极相[１Ｇ２]离送电和异步联网的重要手段.接地极作为高比,接地网占地少,埋浅深,馈电钢材细,无焦炭填压直流输电系统的重要组成部分,可以钳制直流中充,无渗水井,与大地接触电阻较大,用做单极大地性点电位,保护换流阀安全;同时还为直流单极大地回线运行时地网温升、接触电压、跨步电压及接地引回线方式提供电流返回的通路,特别是双极运行时下线的热稳定等均不满足要求.同时,使用站内接一极发生故障闭锁后,使另一极能够继续过负荷运地网长期运行时电腐蚀的不均匀性会造成严重的局[３Ｇ８]行,减少功率损失,降低对系统的冲击.部腐蚀.但是在单极大地回

4、线方式运行时,强大的直流本文结合南方电网±８００kV云南送电广东第电流持续通过接地极注入大地,会抬升极址大地电二回特高压直流工程———普侨直流整流侧无接地极位,在地面产生跨步电压和接触电压,同时大地电位特殊方式运行的实际需求,分析使用站内接地网临升高还会引起油气管网腐蚀、变压器偏磁等一系列时代替接地极运行方案的关键技术难点,设计了通问题.此外,接地极发热会导致土壤导电性能变差,过直流控制保护核心逻辑修改来实现上述方案的方[９Ｇ１４]威胁接地极的稳定运行.法,并在实时数字仿真(RTDS)平台上展开仿真验随着直流输电通道和油气管网等金属设施的密[１５Ｇ１６]证.根据本文所提方法改进

5、后的直流控制保护集增加,以及接地极设计与选址考虑因素的复杂性,逻辑在现场得以实施,最后以实际运行中发生的故上述问题日益突出,已严重影响电网运行方式的正障为例进行分析验证.常安排,因此非常有必要对直流运行方式优化方案进行研究,为解决后续直流输电工程接地极选址和１高压直流无接地极运行实现方法建设的难题提供借鉴和参考,也为现有直流工程在以普侨直流为例进行说明,图１为普侨直流整接地极或接地极线路发生故障情况下的运行方式提流侧使用站内接地网代替接地极运行的示意图,整供新的选择.一种新型有效的技术方案是使用站内流侧站内接地网通过大地与逆变侧接地极构成电流通路.收稿日期:２０１５Ｇ０９Ｇ３０

6、;修回日期:２０１５Ｇ１２Ｇ２１.上网日期:２０１６Ｇ０７Ｇ０７.http://www．aepsＧinfo．com１５３２０１６,４０(１６)?工程应用?,"/3C流站取消与站内接地开关的关联,使站内接地开关处于合位时仍能满足接地极连接状态;逆变站送到HMI显示的“双极配置状态”用到判断对站接地极33的连接状态,需要把判断逻辑中的站内接地开关的"0E0分状态条件强制满足.00２．２直流极控制逻辑44２．２．１优化双极同步解闭锁功能,"/3C图２所示的传统解闭锁功能中,解闭锁命令由图１直流无接地极运行示意图运行人员在工作站通过局域网(LAN)分

7、别下发解Fig．１DiagramofHVDCoperatingwithoutelectrode闭锁指令给双极的极控系统,无法保证双极同时收到解闭锁指令,双极解闭锁时刻可能存在几百毫秒由于直接使用站内接地网运行将带来诸多的问左右的差异,从而导致存在很大的入地电流.题,在一次设备无法满足条件的情况下,必须通过研HMI究直流控制保护系统功能设计变更的方法以实现该LANLAN技术方案.根据对人身和设备安全的前期研究,直流控制保护系统的设计变更需满足以下要求.12１)站内接地网只能用于双极