换流站接地极阻抗异常浅析.pdf

第36卷第1期
2015年2月
电力与能源
63
换流站接地极阻抗异常浅析
王旗,阴春晓,林嘉扬
(国网上海市电力公司检修公司特高压交直流运检中心,上海201708
摘要:通过对换流站接地极保护回路进行原理分析,得出接地极阻抗异常原因。通过重新校对阻抗偏移量,
解决了接地极阻抗异常问题。
关键词:换流站;接地极;阻抗偏移量
作者简介:王族(1988),男,硕士,从事特高压交直流运检工作。
中图分类号:TM206文献标志码:B文章编号:2095-1256(2015)01-0063-05
Analysis on the Abnormal Impedance of Converter Station Earth Electrode
WANG Qi, YIN Chun-xiao, LIN Jia-yang
Ultra-high Voltage DC Operation Maintenance Center, Inspection & Maintenance Company
SMEPC, Shanghai 201708, China
Abstract: This paper analyzes the mechanism of converter station earth eleetrode protection circuit, and gener-
alizes the cause of the abnormal impedance of the earth electrode. Finally, the problem is solved through proof
reading the impedance offset
Key words: converter station; earth electrode; impedance offset
接地极作为换流站的核心设备,对保证换流波的存在,电缆阻抗与电力放大器的输出电阻要
站的安全稳定运行起着重要的作用。换流站大修匹配,匹配变压器的作用一是实现控制电路和接
完成投运后发接地极电阻监视告警。再次大修期地极回路的电气隔离,二是实现控制回路和接地
间修改直流控制保护软件参数后,接地极阻抗异极回路的阻抗匹配。
常告警消失,换流站恢复正常运行。
PS862板卡测量放大器( measuring ampli
fier)测量电力放大器二次侧的电压和电流值,并
接地极控制保护电路结构
进行线性放大后输入PS860板卡进行计算和信
接地极阻抗监视系统作用
号处理
接地极阻抗监视系统被用来持绫监测电力线50
PS862
MOLTAGE SLENAT
路的状态。原理是将高频交流电流注入接地极线 I SOFTWARE
路并测量注入点对地电压。通过电流和电压值测
ONS CURRENT SI泽
量接地极线路的阻抗来作为接地极线路的状态监
TO INJECTION
测。当阻抗发生突变超出了设定值并保持一定时
I POWER AMPLIFTER
间(线路开路或者接地极线路直接接地故障)排除sKe:3-
了误动情况后,发出报警信号。
SCILLATOR
SIGNAL CABLE
1.2接地极阻抗监视系统测量主回路原理简介
图1接地线路阻抗监视硬件部分的控制单元
(1)接地线路阻抗监视硬件部分的控制单元
2)高频信号频率大小的选定
如图1和图2所示,PS860板卡首先产生一
频率大小的选择首先要尽可能高,一可以减
个正弦高频信号( Sine Oscillator),通过电力放大少主回路器件的物理体积大小,二可以尽量减少
器( Power Amplifier)放大,通过信号电缆( Signal线路直流电对高频信号测量回路的干扰和高频信
Cable)传输至匹配变压器( Matching Transform-号对直流电保护测量回路的干扰。其次,要尽量
er),信号电缆的阻抗是70Q。为了实现无反射避开换流器产生的各次谐波。由于频率太高受到
王旗,等:换流站接地极阻抗异常浅析
BLOCKING FILTER BLOCKING FILTER
在系统投入运行前,首先要测量系统的偏移
NEUTRAL
ELECTRODE LINE
量和无故障时候的阻抗参考值。图3显示了沿接
地极线路在不同地点发生1000Ω接地故障电阻
INJECTION FILTER
值复平面
TO CONTROL ROOM
SIGNAL CABLE
ELECTRODE
图2接地线路阻抗监视硬件主回路
接地极线路髙频衰减,电磁波辐射等等的限制,因
此,最后确定的频率值约为13.95kHz。
频率值最后的确定受到阻断滤波器参数的限
制,因此频率约为13.95kHz,最后频率的确定要
200
400
根据试验
(3)测量主回路
图3在不同地点发生1000Ω接地极线路故障电阻值
如图2所示,匹配变压器( Matching Trans
金属在不同温度下阻抗值不同,因此,在实
former)产生的高频信号注人接地极回路,首先通际测量中,接地极线路的阻抗值与导体温度关
过注人滤波器( Injection Filter),然后通过靠近接系密切。线路上直流电流的大小和周围不断变
地极的电阻注人接地极,形成测量回路。
化的温度影啕了接地极线路的阻抗值。同时,
注人滤波器被调谐到对于高频测量回路阻抗当温度上升时,导体长度增大,改变了线路电容
为0,但不能使直流电流通过。
和导体本身阻抗值,更增加了接地极线路阻抗
接地极侧有一个电阻,该电阻与阻断滤波器的变化量
( Blocking Filter)并联,起阻抗匹配作用,减少电
接地极线路随温度改变是一个正常现象,因
压反射波的存在,更好地确定故障阻抗引起的变此要避免在这种情况下误报警。相对于线路故
化值,提高对故障判断的灵敏度,尤其对于接地极障,此种改变改变速度很缓慢,因此,为了避免误
附近发生的故障
报警,设置了一个死区带,参考阻抗值不断以一定
阻断滤波器有2个、一个位于中性母线侧,另周期(典型情况下是10min)追踪前面的阻抗测
一个位于接地极侧,与匹配电阻并联。阻断滤波量量,当阻抗变化量没有超过一定死区带时,认为
器均要谐到对于高频测量信号阻抗为接近无穷是温度造成的,可以不报警。当阻抗改变迅速,并
大,对于直流电流阻抗为0。位于中性母线侧的超过了预设的死区带时,系统不再以一定周期追
阻断滤波器使得高频信号不能进入中性母线侧。踪前面的阻抗测量量,当阻抗保持在死区带外超
位于接地极侧的阻断滤波器和匹配电阻的并联使过一定时间时,可以认为接地极线路发生故障,发
得对于直流电流来说可以通过阻断滤波器进入接出报警信号。
地极,将并联的电阻短接,而对于高频测量回路来
说,相当于-个电阻。
2故障内容
(4)参数的确定
换流站大修完成投运后再度发接地极电阻监
在高频信号频率确定后,阻断滤波器的参数视告警。先前LFL(故障录波定位)主机中就
也随之确定,但实际阻断滤波器总有误差,因直存在接地极阻抗监视告警,大修更换匹配变压
此,阻断滤波器在投入运行后,要重新确定其并器后,报警仍然存在,告警内容如图4所示。
联谐振频率值,