【电力设计】高压直流输电共用接地极技术研究.pdf

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电力没计技术优秀论文集一一输变电工程
高压直流输电共用接地极技术研究
孙帮新,陈辉祥
要为分訴共用接地极后两直流系统受埽挽流站性母电位升的变化情况,进而研究共用接地极对直
流系统稳态运行的影响,首先讨论了直流输电系鸵共用接地的型式和共開接地摄的詩点,建立了
回直沈系统共用地极的敩学模型,并结合云广特压直流输电与责广二回直流輪电乐统参数,
研究分析不同运行方式下该二回直流输电系统共用接地极对直流系统返行影响大小,以及与独立接
地极相比共用接地极不同运行方式対环境的影响大小。最后对共用接地极对苏境的影响以及共用接
地极对直流系统运行的影响方面的间题提出了解决措施。
关鞬词共用接地极直流电系统数学模型公共电胜单极大地返回
接地殴是双极炳端接地接线方式的高压直流输电系统的重要部分,它在直流系统双极对称运行时起
到钳制两端中性点零电位的作用,在直流系统単极大地返回运行时为直流电流提供大地返回通道,提高
直流输电系统的可用率。
选取赛地极极址是接地极设计中最重要、最关键的工作之一,条件良好的极址可以降低工程投资
提高接地极的运衍安全性、减小接地极入地申流对环境的影响,由于接地极极址的选择要求较高,广东
地区经济发达土地资源紧缺,选择接地极极址非常困难,而广东地区是多回高压直流输电受端落点集中
地,空间上满是一(多)回直流系统共用接地极(极址)的条件,为了缓解接地极选址困难的问题,我
们提出土800kV云广特高压直流与贵广ニ回直流电工程在广东側共用接地极的方案。共用接地极虽
然在加拿大纳尔逊河双极一?和双极二回直流输电工程已有共用先例,但该两回直流输电容量小,输电
电流小《额定电流均为200A),而且是相同电压等级(士400kV)的直流输电共用接地极;而云广特
高压直流与贵广二回直流工程共用接地极。输电电压不同(士500kV和士800kV),输电容量大,输电
电流大(3000A和3125A),这些特点使该共用接地极方案的实施要研究解决诸多问题,包括对直流系
统安全运行的影响,对环境的影响,对运行方式的影响等都需进行分析。本文主要对高压直流输电逆变
侧共用接地极技术方案及其相关影响进行研究
2共用接地极方兔的分析
2.1共用接地极的型式及其特点
根据共用接地极的共用部分不同可以分为3种型式:共用接地极线路、共用接地极体和共用接地极
极坵。共用接地极线路是指两个直流输电系统的共用部分接地极线路、馈电电缆(或导线)釉接地电
极;共用接地极体是指两筷流站通过各自的接地极导线引至接地极极址终端塔,再通过共用的馈线电缆
(或导线)引至共用接地电极;共用接地极极址是指两(多)个接地极极址距离相近,…个接地极运行
孙帮新?广东省电力设计研究院,广东:~州51060)?E.-mail: sunbangxin(@ gedi con,cn
离直流羭电其用接地极按术研究
对另一个接地极产生明显影响,对于较远处的受影响点,两个极址可以近似看做一个点,两(多)个接
地极对周环境的作用具有明的叠加效应
与独立接地极相比,共用接地极特点下
1)共用接地极运行电流受炳回直流系统电流的影响,可能是其中一回直流系统的运行电流,也可
是两回直流系统电流的和或差,即共用接地极約运行电流由两个直流系统的运行方式共同決定。
2)对于环境影响而言,共用接地极入地电流可能比独立接地极的电流要大(两直流同极性单极大
地回线运行),也可能比独立接地汲的电流要小(两直流异极性单极大地回线运行),也可能与独立接地
极的电流一样(只有一国直流单极大地回线运行)。圆此两个直流系统共用接地极同时采用异极性运行,
叮减缓直流单极大地回绒运行地电流对环境的影响
3)共用接地极的运行状态取决两回直流系统的运行方式。一直流系统中性母性电位会受另一直
流是否単极大地返回运行的影响
共用接地极銭路的共用方式少了线路走廊和接地极线路导线金具的使用量,从而减少了接地极线
路的投资。两直流系统异极性单极大地返回运行时,绝大部分电流在共用线路前流动,减少了电能在接
地极线路上的损耗。但是这种共用方式会使接地极线路保护非常复杂。如果共用线路部分出现故障,则
共用接地极停运。由于接地极线路故障概率远高于接地极本体故障的概率,所以共用接地极线路可靠性
低于共用接地极本体的可靠性?并使接地极线路保护复杂化,所以一般不推荐采用共用接地极线路的方
共用接地极极址方式的两接地极具有较大的独立性,其相互影响程度小于共用接地极本体的方式
本文根据云广直流输电和贵广Ⅲ回直流输电的工程实际主要分祈共用接地极本体方式的情况。为了便于
分析研究+主要讨论直流系统双极对称运行和单极火地运行方式。由于单极金属回路运行时一般可采用
逆变侧中性点接地(接换流站内接地网),因此这种运行方式对受端共用接地极另一直流系统运行没有
影响,分析影啊时不考虑这种运行方式。对于逆变侧共用接地极的直流输电系统,不共用接地极的整流
側不会受到影响,因此分析时也不考虑整流侧的情况
2.2浊立接地极的直流系统学模型
直流输电系统两端建有独立接地极的直流系统稳态等值回路示意图如图1所示。
独立接地极的直流输电系统(图1)数学模型可以表达如下:
Uid=(kn.2RSW)
逆变侧:UaーU。=rL1.35 TI, Cosy-(3/)X1I4]
Rm.+R)。
Pa=(UtdーUn)「d
式中:R,和Rsw-直流线路和平波电抗器的电阻;
Ra、Rr-整流伢和迸变接地极接地电阻;
换相电抗
Uk、、w和w~一整流侧、逆变側极线电
Z
位及中性线电位
和
直流系统极线?流和流入接地极的
电流
六脉动阀组数
对于双极对称运行方式:心,Uo0;
流站
逆变站
对于单极大地运行方式:J
Un0 =(Ru+
R 3)1
图1具有独立接地极的稳奈等俏回路示意图