直流輸電無接地極運行方式下減少入地電流的研究

張強，劉應清，楊銳雄，周樂，周翔，王井飛，張健全

(1.中國南方電網超高壓輸電公司昆明局，昆明 650217；2.中國南方電網超高壓輸電公司柳州局，廣西 柳州 545000)

直流輸電無接地極運行方式下減少入地電流的研究

張強1，劉應清1，楊銳雄1，周樂1，周翔1，王井飛1，張健全2

(1.中國南方電網超高壓輸電公司昆明局，昆明 650217；2.中國南方電網超高壓輸電公司柳州局，廣西 柳州 545000)

根據無接地極特殊運行方式的特點，對直流的控制保護做相應的改造，進行雙極解鎖同步啟動順序、雙極電流同步邏輯及雙極聯跳功能的優化，減少站內接地網的入地電流。通過實際的調試，驗證了對控制保護做出的相應改造從而減少入地電流的可行性。

無接地極；站內接地網；入地電流

0 前言

普僑直流輸電工程，是南方電網建設的第二條特高壓直流輸電工程[1-2]。由于普洱側接地極未投產情況下，為盡可能提高普僑直流輸電能力并降低輸電損耗，提出一種可行的特殊運行作為臨時解決方案，即以普洱換流站站內接地網代替普洱側接地極雙極運行。

普洱側無接地極運行，需要合上站內快速接地0040斷路器，利用站內接地網來代替接地極運行。以站內接地網代替接地極雙極運行，接地網只能為直流中性點提供短時鉗制電位，應避免接地網長時間流入大電流，需對直流的控制保護做相應的改造。根據無接地極特殊運行方式的特點，對直流的控制保護[3-4]做相應的改造，進行雙極解鎖同步啟動順序優化、雙極電流同步邏輯優化及雙極聯跳功能優化，實現減少站內接地網的入地電流的目的，通過實際的調試，驗證了對控制保護做出的相應改造從而減少入地電流的可行性。

1 雙極解鎖同步啟動順序的優化

1.1 有接地極情況下雙極解鎖

在有接地極的情況下，需要雙極解鎖時，解鎖命令由運行人員工作站通過LAN網分別下發解鎖指令給雙極的極控系統，無法保證雙極同時收到解鎖指令，兩極解鎖時刻可能存在幾百毫秒左右的差異，由此可能導致存在很大的入地電流。

有接地極情況下的雙極解鎖指令下發過程如下圖1所示。

1.2 無接地情況下雙極解鎖

無接地極情況下，需要對相應的控制保護作優化修改，保證雙極同步解鎖，減少入地電流。

優化方案如下：解鎖命令經由運行人員工作站通過LAN網下發至極控，極控通過控制總線傳輸給直流站控，直流站控接收到兩個極解鎖命令后，通過控制總線下發至雙極極控系統，極控使用直流站控下發命令作為解鎖命令，盡可能保證解鎖命令同步性。

圖1 有接地極情況下雙極解鎖指令過程

無接地極情況下，優化雙極解鎖指令下發過程如圖2所示。

圖2 無接地極情況下優化雙極解鎖指令過程

2 雙極電流同步邏輯的優化

無接地極雙極運行時，可能會存在由于設備、環境等因素導致一極電流受限制而降功率，此時極間功率轉移 (PPT)功能起作用，使得另一極功率增大，雙極將出現不平衡電流。因此要對控制保護軟件作優化修改，在軟件中增加雙極電流同步跟隨功能，以保證雙極平衡運行。

優化方案為：將極控輸出給組控的電流參考值通過站控交換，選取兩極中參考電流值較小的作為雙極的電流控制參考值，為了避免參考值頻繁切換，設定兩極電流參考值差大于50 A時才允許切換。

控制保護軟件對雙極電流同步作優化修改的邏輯如圖3所示。

圖3 無接地極情況下雙極電流同步邏輯

3 雙極聯跳邏輯的優化

無接地極運行時，當發生某一極閉鎖/緊急停運，雙極會存在很大的不平衡電流，為保證站內設備和人身安全，需立即閉鎖雙極。當發生單閥組閉鎖/緊急停運，在同極另一閥組強迫移相和重啟過程中，雙極也會存在很大的不平衡電流，所以也需立即閉鎖雙極。

優化方案為：在控制保護軟件中增加雙極聯跳功能。當單閥組或單極Block或ESOF時，極控將Block或ESOF信號通過高速控制總線發送給直流站控，直流站控收集Block或ESOF信號后，再通過控制總線發EOSF信號給雙極。

雙極聯跳功能的邏輯如圖4所示。

圖4 雙極聯跳功能

4 無接地極調試中優化方案驗證

4.1 雙極同步解鎖與雙極電流同步

在普僑直流普洱側無接地極特殊方式運行系統調試的雙極四閥組解鎖試驗中，以最小額定功率500 MW解鎖，四閥組下發的解鎖命令幾乎同步，如下圖5中的DEBLOCKED脈沖，四個閥組下發的解鎖命令時刻最大相差10 ms，保證了站內接地網流過的電流很小，穩定值在0 A附近。

圖5 雙極四閥組同步解鎖的錄波

雙極電流同步邏輯優化中，要求兩個極的電流參考值一致，從而保證了雙極平衡運行，減少流過站內接地網的電流。如下圖6中所示，四閥組同步解鎖后，穩定運行時，極1與極2電流差值在-50 A至50 A之間浮動，站內接地網流經的電流值在0 A附近浮動。雙極電流同步邏輯優化的方案，對于減少入地電流的效果明顯。

圖6 雙極四閥組解鎖后穩定運行的錄波

圖7 極1線路對地短路故障后雙極聯跳的錄波

4.2 雙極聯跳功能

無接地極運行，需要退出直流線路故障重啟功能，將故障重啟次數設置為0次，發生直流線路故障后直接閉鎖并聯跳雙極。

在無接地極特殊方式運行系統調試中，進行了在普僑直流極1線路制造人工對地短路故障的試驗，短路試驗前雙極功率為3 000 MW，試驗的錄波如下圖7所示。

從圖中可以看到，故障前站內接地網流經電流在0 A附近，當發生極1線路對地故障的瞬間，站內接地網流經電流達到了-6 000 A，站控收到了ESOF信號，于是幾乎同步下發給極1、極2執行ESOF順序，最后雙極聯跳，站內接地網的電流為零。雙極聯跳，使得站內接地網電流為零，保證了站內設備和人身安全。

5 結束語

根據無接地極特殊運行方式的特點，對直流的控制保護做相應的改造，進行雙極解鎖同步啟動順序優化、雙極電流同步邏輯優化及雙極聯跳功能優化，從而實現減少站內接地網的入地電流的目的。最后通過了普洱直流的實際調試，驗證了對控制保護做出的相應改造優化方案從而減少入地電流的可行性。

[1] 中國南方電網有限責任公司.±800 kV直流輸電技術研究[M].北京：中國電力出版社，2006.

[2] 趙畹君.高壓直流輸電工程 [M].北京：中國電力出版社，2004.

[3] 王海林，黎嵐，吳安平.向家壩±800 kV特高壓換流站容性無功配置研究 [J].四川電力技術，2008，31(3)：9 -11.

[4] 邱偉，鐘杰峰，伍文城.±800 kV云廣直流換流站無功補償與配置方案 [J].電網技術，2010，34(6)：93-97.

Research on Ground Current Reduction under Operation Mode of No-grounding Electrode in Pu’er-Qiaoxiang DC Transmission Project

ZHANG Qiang1，LIU Yingqing1，YANG Ruixiong1，ZHOU Le1，ZHOU Xiang1，Wang Jingfei1，ZHANG Jiangquan2
(1.Kunming Bureau，CSG EHV Transmission Company，Kunming 650217，China；2.Liuzhou Bureau，CSG EHV Transmission Company，Liuzhou，Guangxi 655800，China)

According to the characteristics of a very special way of operating without earth electrode，we need to change the control and protection software of DC Transmission Project，and optimize the synchronization of bipolar deblocked sequence，bipolar current synchronous logic and bipolar tripping function，to reduce current that flow into the station grounding grid.Through practical debugging，we prove the feasibility of change the control and protection software of DC Transmission Project to reduce the current into the station grounding grid.

no grounding electrode；station grounding grid.；reduce the ground current

TM74

B

1006-7345(2015)05-0092-03

2015-03-16

張強 (1985)，男，碩士，工程師，南方電網超高壓輸電公司昆明局，從事特高壓交直流并聯系統運行維護工作 (e-mail) csg_zq＠163.com。

劉應清 (1988)，男，助理工程師，南方電網超高壓輸電公司昆明局，從事特高壓交直流并聯系統運行維護工作 (e-mail) 530759363＠qq.com。

楊銳雄 (1988)，男，助理工程師，南方電網超高壓輸電公司昆明局，從事特高壓交直流并聯系統運行維護工作 (e-mail) 809813216＠qq.com。