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淺析特高壓直流輸電系統接地極線路保護性能

發布日期:2017-09-05 |
責任編輯:一只前進的蝸牛

  接地極線路保護是特高壓直流輸電系統中重要的保護之一,現場運行情況表明目前的接地極線路保護存在缺陷。本文介紹了接地極線路保護的配置情況,并從原理上對接地極線路保護的性能進行了分析。最后,針對目前接地極線路保護存在的問題,從保護策略和故障隔離兩方面提出了相關建議。

  接地極是特高壓直流輸電工程重要的組成部分,起到為雙極不平衡電流提供通路以及鉗制中性點電壓的作用。為防止大量直流電流入地造成的電磁效應、熱力效應和點化效應對換流站周邊的人畜,以及電力設備造成顯著的影響,接地極距離直流換流站往往有幾十甚至上百公里,換流站與接地極之間的電氣連接則主要依靠接地極引線實現。如在四川境內投運的3條特高壓直流工程接地極址與換電站之間的距離均超過了50km,賓金直流接地極址與換流站間的距離甚至超過了100km。

  過長的距離不僅極大地增加了接地極引線的投資成本,也增加了接地極引線故障的概率,還造成換流站中性點電位抬高,增加了接地極引線保護和絕緣配置的難度。實際運行中,已多次發現接地極線路保護不正確動作的情況。也有不少學者針對接地極線路保護不正確動作案例做了分析研究。若能對接地極線路保護存在缺陷進行原理性的分析,則有助于改進接地極線路保護策略,保證直流輸電系統的安全運行。

  在介紹接地極線路保護配置的基礎上,通過理論分析,理清了接地極不平衡保護和阻抗監視存在的缺陷,并有針對性地提出了相關優化和改進建議。

  在掌握接地極線路不平衡保護和阻抗監視原理的基礎上,理論分析了兩種保護的保護性能,得到以下結論:

  1、接地極線路不平衡保護無法保護接地極線路全長,保護的靈敏性與雙極不平衡電流和過度電阻有關,不平衡電流越小,保護靈敏性越低;過度電阻越大,保護靈敏性越低。同時,不平衡保護不具備監測接地極線路雙回線同點故障的能力。

  2、由于注入信號的頻率過高,阻抗監視裝置的測量阻抗與故障距離呈現周期變化,傳統距離保護的整定原則無法適用。利用測量阻抗與正常阻抗偏差實現的整定方法受線路參數變化的影響,導致阻抗監視在世紀運行中有拒動的可能性。

  3、進一步改進接地極線路保護的保護策略,提高保護的故障隔離能力,是保證直流系統安全運行的有效措施。

  (本文摘自 國網四川省電力公司電力科學研究院 張純 滕予非 發表的“特高壓直流輸電系統接地極線路保護性能分析”一文,更多信息請查閱相關資料)

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