直流输电系统大地回线自动转为金属回线运行方式可行性探究

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1、直流输电系统大地回线自动转为金属回线运行方式可行性探究　　摘要：直流系统在双极运行过程中，由于单极故障而导致系统由双极运行方式转为单极大地运行方式运行的情况是直流系统中最常见的情况。文章针对昭通换流站双回四极的独特运行方式，为了防止直流系统在运行过程中流入接地极的电流过大，当单极非线路故障时，系统自动转为单极金属回线运行方式十分必要。关键词：直流输电；单极大地回线；单极金属回线；自动转换中图分类号：TM721文献标识码：A文章编号：1009-2374（2013）31-0024-027直流输电系统有多种运行方式，除了正常情况下的双极运行方式以外，当直流某一极因检修等其他

2、原因需要停运时，另一极就可以通过单极大地回线运行方式或单极金属回线运行方式继续运行，从而提高了直流系统可靠性，降低了对整个系统运行的影响。但如果直流输电系统长期以单极大地回线方式大负荷运行，直流电流可能经交流系统变压器中性点流入变压器，使变压器产生直流偏磁，从而影响变压器正常运行，另外，单极大地回线运行方式下的入地电流过大，会对接地极附近的生态造成影响。所以，为了降低因故障造成的单极大地回线方式运行时间，减小对系统及生态的影响，故障情况下，单极大地回线自动转为单极金属回线运行方式在直流输电系统中有着重要的作用。1大接地电流的影响直流输电系统以大地作为回路时会对沿途的金

3、属构件、管道等产生腐蚀作用。单极-大地回路方式运行时强大的入地电流将对接地极周边环境及交流电网造成很大影响。较大的直流电流流入大地，使接地极周边的土壤温度上升，会对土壤环境和植物生长也会造成一定的影响。2大地回线转为金属回线的原理在双极运行方式下，某一极由于故障而导致单极大地回线运行方式时，由于大接地电流的对接地极附近生态有较大的影响，所以，不允许直流单极大地方式长时间运行，此时，通过改变直流运行方式，在不影响直流运行的情况下，将单极大地运行方式转为单极金属运行方式。下面以昭从直流为例，介绍单极大地回线向金属回线转换的详细过程。图1为昭通换流站回1极1单极大地回线运行

4、方式下直流场开关刀闸位置图，其中，黑框表示开关刀闸在合位，灰框表示开关刀闸在分位。7当极1单极大地回线运行时，以接地极为电流入地点，旁路母线不投入，此时极1极母线刀闸Q9、高速中性母线开关Q93、金属回线转换开关Q95、刀闸Q11、Q4、Q6为闭合状态；旁路刀闸Q71，大地回线转换开关Q94，刀闸Q1、Q3以及极2相关设备均为断开状态。而当极1单极金属回线运行时，以极2极线路为电流通路，接地极断开，此时极1极母线刀闸Q9、高速中性母线开关Q93仍处于闭合状态，而旁路刀闸Q71、大地回线转换开关Q94、刀闸应闭合Q1、Q3；金属回线转换开关Q95、刀闸Q1、Q3均为断开

5、状态。当极1需要由单极大地回线运行方式转换为金属回线运行方式时，则需进行以下步骤：（1）拉开11B30.Q53、11B30.Q54地刀；（2）合11B30.Q1、11B30.Q3、11B22.Q71刀闸；（3）合上大地返回转换开关11B30.Q94；（4）断开接地极开关11B30.Q95，断开接地极刀闸11B30.Q6、11B30.Q4。操作完成以后，即转为金属回线运行方式。3大地金属回线自动转换实现过程及方法3.1自动转换过程7直流系统在正常情况下，为了减少对系统的影响以及为了使直流输电设备的充分利用，一般采用双极大地回线方式运行，这种情况下，直流系统负荷越大，单极

6、停运时，流过接地极的电流越大。以昭从直流为例，在回1双极运行时，当某一极发生非直流线路的故障而导致停运时，若直流保护动作，且线路保护不动作，加上停运直流线路无流及另一直流线路有流作为自动转换装置的动作条件。当满足以上条件时，自动换装置动作，将停运极自动操作至极隔离状态，并将运行极由单极大地回线运行方式自动操作至金属回线运行方式。如图1所示：以极1故障停运为例，当满足自动转换装置动作条件以后，自动转换装置动作，首先自动将极1进行极隔离操作，即断开极1直流线路刀闸11B12Q9、中性母线开关11B14Q93和11B30Q11刀闸。然后按照大地回线向金属回线转换的步骤，实现

7、极2单极大地回线向金属回线的自动装换。所有的转换步骤在极1停运后在尽可能短的延时内即开始启动，以使流过接地极电流的时间尽可能的短，将接地极电流对周围生态环境的影响减至最小。3.2自动转换实现方法直流输电系统运行方式的自动转换，主要通过安装一个自动转换装置来控制直流开关和刀闸的自动分合闸操作以及分合闸顺序。而自动装置是否该动作，则需要通过直流输电系统在发生单极故障时相关保护的动作情况以及相关设备的运行情7况来确定。由于自动装置动作以后的结果是要将双极运行方式下的非故障极由单极大地运行方式转换为单极金属运行方式，此时若在直流线路上发生短路故障，自动装置误