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浅析特高压直流输电系统接地极线路保护性能

发布日期:2017-09-05 |
责任编辑:一只前进的蜗牛

  接地极线路保护是特高压直流输电系统中重要的保护之一,现场运行情况表明目前的接地极线路保护存在缺陷。本文介绍了接地极线路保护的配置情况,并从原理上对接地极线路保护的性能进行了分析。最后,针对目前接地极线路保护存在的问题,从保护策略和故障隔离两方面提出了相关建议。

  接地极是特高压直流输电工程重要的组成部分,起到为双极不平衡电流提供通路以及钳制中性点电压的作用。为防止大量直流电流入地造成的电磁效应、热力效应和点化效应对换流站周边的人畜,以及电力设备造成显著的影响,接地极距离直流换流站往往有几十甚至上百公里,换流站与接地极之间的电气连接则主要依靠接地极引线实现。如在四川境内投运的3条特高压直流工程接地极址与换电站之间的距离均超过了50km,宾金直流接地极址与换流站间的距离甚至超过了100km。

  过长的距离不仅极大地增加了接地极引线的投资成本,也增加了接地极引线故障的概率,还造成换流站中性点电位抬高,增加了接地极引线保护和绝缘配置的难度。实际运行中,已多次发现接地极线路保护不正确动作的情况。也有不少学者针对接地极线路保护不正确动作案例做了分析研究。若能对接地极线路保护存在缺陷进行原理性的分析,则有助于改进接地极线路保护策略,保证直流输电系统的安全运行。

  在介绍接地极线路保护配置的基础上,通过理论分析,理清了接地极不平衡保护和阻抗监视存在的缺陷,并有针对性地提出了相关优化和改进建议。

  在掌握接地极线路不平衡保护和阻抗监视原理的基础上,理论分析了两种保护的保护性能,得到以下结论:

  1、接地极线路不平衡保护无法保护接地极线路全长,保护的灵敏性与双极不平衡电流和过度电阻有关,不平衡电流越小,保护灵敏性越低;过度电阻越大,保护灵敏性越低。同时,不平衡保护不具备监测接地极线路双回线同点故障的能力。

  2、由于注入信号的频率过高,阻抗监视装置的测量阻抗与故障距离呈现周期变化,传统距离保护的整定原则无法适用。利用测量阻抗与正常阻抗偏差实现的整定方法受线路参数变化的影响,导致阻抗监视在世纪运行中有拒动的可能性。

  3、进一步改进接地极线路保护的保护策略,提高保护的故障隔离能力,是保证直流系统安全运行的有效措施。

  (本文摘自 国网四川省电力公司电力科学研究院 张纯 滕予非 发表的“特高压直流输电系统接地极线路保护性能分析”一文,更多信息请查阅相关资料)

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