±800kv普侨直流（普洱侧）无接地极特殊方式运行研究及工程实践

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1、±800kV普侨直流（普洱侧）无接地极特殊方式运行研宄及工程实践（屮国南方电网超高压输电公司广州510620）普侨直流在普洱换流站侧无接地极的情况卜，只能以单极金属回线运行，这使得直流系统的输送能力减半，另外线路损耗增加；为解决此问题，考虑采用普洱换流站站内接地网作为临时接地极，使普侨直流双极平衡运行。本文对这种特殊运行方式下换流站内设备安全（一次设备、二次设备、接地网）、系统安全（CT饱和特性、保护拒动/误动）及人身安全（跨步电压和接触电压）等进行了研究和分析，对存在的风险采取了相应的控制措施后，确认此种方式可以作为临时方式

2、投入运行，并对带电后的实际运行工况进行了对比。关键词：普侨直流；站内接地网；临时接地极；运行0引g站内接地网的设计主要保证系统故障工况丁的人身和设备安全，接地极的设计是作为单极人地回路运行时直流工作电流的返回通道，两者设计考虑的基本原则不同。1站内设备安全1.1接地网1）普洱站接地网：按照交流500kV单相短路故障对接地网进行设计，水平接地网由014.7镀铜閫钢组成，垂直接地极由017.2镀铜钢棒组成；以上镀铜钢接地材料镀铜层厚度不小于0.254mm,铜层含铜量≥99.9%,导电率不低于20%;接地材料之间的连接采用放热

3、焊接。现场接地网实测接地电阻为0.3Ωo2）双极平衡运行时，双极电流不平衡按1%额定电流考虑，即入地电流为31.25A。地网发热可以接受：接地网导体材料的通流能力均能满足这一数值要求；地网腐蚀可以接受：镀铜层0.354μm/年，钢0.304μm/年；3）主接地网014.7镀铜圆钢截面为169.6mm2,垂直接地极由017.2镀铜钢棒截面为196mm2,根据热稳定条件，故障后闭锁过程入地电流按照l.Opu,持续吋间按照Is计算，水平地网接地线按热稳定校验所需最小截面为20mm2,设备接地引下线所需最小截面

4、为26.3mm2：主接地网和接地引下线的导体截面均满足故障后闭锁过程的热稳定要求。按照196mm2的截面积进行估算，若要保证接地引下线的安全，当入地电流为3125A吋，吋间超过56s吋接地引下线就会烧毁。即站内接地网只能用作双极平衡时运行，不能用于单极大地冋线运行方式。1.2一次设备1）稳态运行吋流入每台（单相）换流变压器的直流电流约1A，流入每台（三相）站用变的直流电流约0.5A,均在设计范围内。2）主设备绝缘：设备上过电压水平受影响最明显的设备为中性母线设备,由于没有了接地极线路，中性母线上电压抬升将会降低，发生各种故障吋

5、，各型避雷器上的应力均不会超过设计要求值，各设备的绝缘水平可以满足要求。3）主设备暂态电流应力：主设备选型吋考虑的交流系统短路短路电流为63kA，而实际系统的最大短路电流为31.8kA，较设计值小的多。基于31.8kA进行计算平抗阀侧接地故障所得故障电流幅值不到12kA,较设计时考虑极母线两台平抗间故障的电流还小，即实际的故障电流值没有突破设计吋考虑的值。4）厂家校核：换流变压器厂家承诺能够耐受短时直流电流的能力：流入每台（相）换流变压器的直流电流分量200A,持续时间Is;站用变厂家承诺能够耐受短吋直流电流的能力：流入每台（

6、三相）站用变压器的直流分量为100A,持续吋间Is;交流场GIG厂家承诺能够耐受短时直流电流的能力：每相的直流分量校核250A，持续时间Is。1.3二次设备及系统普洱站的地电位升高均不会达到5kV;二次电缆屏蔽层单端接地吋，电缆屏蔽层中没冇电流流过，该电位差施加在二次电缆的绝缘上，因此地电位升高直接决定于二次电缆绝缘的交流耐受及二次设备绝缘的交流耐压值；采用二次电缆屏蔽层双端接地的电缆，作用在二次电缆芯-屏蔽层之间和二次设备上的电位差只有2kV；查阅控制电缆的出厂检验报告均满足要求。厂家校核：换流站内的直流控制保护、交流控制保

7、护、通信、安稳、自动化、计量以及辅助设施的相关厂家都进行了核实，确认二次设备的电压耐受没问题。交流场电流互感器厂家认为，当一次电流中含冇较大的直流分量时：P级CT容易饱和，导致瞬态误差很大，经验数据表明将超过15%,但不会超过50%;TP丫级CT，误差远大于10%，直流电流消失后2个周波（40ms）内误差将低于10%；这致使交流保护存在不正确动作风险。2站内人身安全2.1双极平衡运行时，地电位升：按照0.5欧姆的接地电阻计算所得地电位升为15.6V，保守计算，不计交流线路的分流作用。接触电压和跨步电压：双极平衡运行吋，计算所得

8、地电位升小于36V的安全电压。故在将接地网作为临吋接地极、持续直流电流31.25A流入地网的运行方式下，接地网是安全的，不会对人身造成伤害。2.2故障过程中的地电位升：按入地电流l.Opu考虑，地电位升为U=IR=3125×0.5=1562.5V满足地电位升不大于