直流输电无接地极运行方式下减少入地电流的研究

张强，刘应清，杨锐雄，周乐，周翔，王井飞，张健全

(1.中国南方电网超高压输电公司昆明局，昆明 650217；2.中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西 柳州 545000)

直流输电无接地极运行方式下减少入地电流的研究

张强1，刘应清1，杨锐雄1，周乐1，周翔1，王井飞1，张健全2

(1.中国南方电网超高压输电公司昆明局，昆明 650217；2.中国南方电网超高压输电公司柳州局，广西 柳州 545000)

根据无接地极特殊运行方式的特点，对直流的控制保护做相应的改造，进行双极解锁同步启动顺序、双极电流同步逻辑及双极联跳功能的优化，减少站内接地网的入地电流。通过实际的调试，验证了对控制保护做出的相应改造从而减少入地电流的可行性。

无接地极；站内接地网；入地电流

0 前言

普侨直流输电工程，是南方电网建设的第二条特高压直流输电工程[1-2]。由于普洱侧接地极未投产情况下，为尽可能提高普侨直流输电能力并降低输电损耗，提出一种可行的特殊运行作为临时解决方案，即以普洱换流站站内接地网代替普洱侧接地极双极运行。

普洱侧无接地极运行，需要合上站内快速接地0040断路器，利用站内接地网来代替接地极运行。以站内接地网代替接地极双极运行，接地网只能为直流中性点提供短时钳制电位，应避免接地网长时间流入大电流，需对直流的控制保护做相应的改造。根据无接地极特殊运行方式的特点，对直流的控制保护[3-4]做相应的改造，进行双极解锁同步启动顺序优化、双极电流同步逻辑优化及双极联跳功能优化，实现减少站内接地网的入地电流的目的，通过实际的调试，验证了对控制保护做出的相应改造从而减少入地电流的可行性。

1 双极解锁同步启动顺序的优化

1.1 有接地极情况下双极解锁

在有接地极的情况下，需要双极解锁时，解锁命令由运行人员工作站通过LAN网分别下发解锁指令给双极的极控系统，无法保证双极同时收到解锁指令，两极解锁时刻可能存在几百毫秒左右的差异，由此可能导致存在很大的入地电流。

有接地极情况下的双极解锁指令下发过程如下图1所示。

1.2 无接地情况下双极解锁

无接地极情况下，需要对相应的控制保护作优化修改，保证双极同步解锁，减少入地电流。

优化方案如下：解锁命令经由运行人员工作站通过LAN网下发至极控，极控通过控制总线传输给直流站控，直流站控接收到两个极解锁命令后，通过控制总线下发至双极极控系统，极控使用直流站控下发命令作为解锁命令，尽可能保证解锁命令同步性。

图1 有接地极情况下双极解锁指令过程

无接地极情况下，优化双极解锁指令下发过程如图2所示。

图2 无接地极情况下优化双极解锁指令过程

2 双极电流同步逻辑的优化

无接地极双极运行时，可能会存在由于设备、环境等因素导致一极电流受限制而降功率，此时极间功率转移 (PPT)功能起作用，使得另一极功率增大，双极将出现不平衡电流。因此要对控制保护软件作优化修改，在软件中增加双极电流同步跟随功能，以保证双极平衡运行。

优化方案为：将极控输出给组控的电流参考值通过站控交换，选取两极中参考电流值较小的作为双极的电流控制参考值，为了避免参考值频繁切换，设定两极电流参考值差大于50 A时才允许切换。

控制保护软件对双极电流同步作优化修改的逻辑如图3所示。

图3 无接地极情况下双极电流同步逻辑

3 双极联跳逻辑的优化

无接地极运行时，当发生某一极闭锁/紧急停运，双极会存在很大的不平衡电流，为保证站内设备和人身安全，需立即闭锁双极。当发生单阀组闭锁/紧急停运，在同极另一阀组强迫移相和重启过程中，双极也会存在很大的不平衡电流，所以也需立即闭锁双极。

优化方案为：在控制保护软件中增加双极联跳功能。当单阀组或单极Block或ESOF时，极控将Block或ESOF信号通过高速控制总线发送给直流站控，直流站控收集Block或ESOF信号后，再通过控制总线发EOSF信号给双极。

双极联跳功能的逻辑如图4所示。

图4 双极联跳功能

4 无接地极调试中优化方案验证

4.1 双极同步解锁与双极电流同步

在普侨直流普洱侧无接地极特殊方式运行系统调试的双极四阀组解锁试验中，以最小额定功率500 MW解锁，四阀组下发的解锁命令几乎同步，如下图5中的DEBLOCKED脉冲，四个阀组下发的解锁命令时刻最大相差10 ms，保证了站内接地网流过的电流很小，稳定值在0 A附近。

图5 双极四阀组同步解锁的录波

双极电流同步逻辑优化中，要求两个极的电流参考值一致，从而保证了双极平衡运行，减少流过站内接地网的电流。如下图6中所示，四阀组同步解锁后，稳定运行时，极1与极2电流差值在-50 A至50 A之间浮动，站内接地网流经的电流值在0 A附近浮动。双极电流同步逻辑优化的方案，对于减少入地电流的效果明显。

图6 双极四阀组解锁后稳定运行的录波

图7 极1线路对地短路故障后双极联跳的录波

4.2 双极联跳功能

无接地极运行，需要退出直流线路故障重启功能，将故障重启次数设置为0次，发生直流线路故障后直接闭锁并联跳双极。

在无接地极特殊方式运行系统调试中，进行了在普侨直流极1线路制造人工对地短路故障的试验，短路试验前双极功率为3 000 MW，试验的录波如下图7所示。

从图中可以看到，故障前站内接地网流经电流在0 A附近，当发生极1线路对地故障的瞬间，站内接地网流经电流达到了-6 000 A，站控收到了ESOF信号，于是几乎同步下发给极1、极2执行ESOF顺序，最后双极联跳，站内接地网的电流为零。双极联跳，使得站内接地网电流为零，保证了站内设备和人身安全。

5 结束语

根据无接地极特殊运行方式的特点，对直流的控制保护做相应的改造，进行双极解锁同步启动顺序优化、双极电流同步逻辑优化及双极联跳功能优化，从而实现减少站内接地网的入地电流的目的。最后通过了普洱直流的实际调试，验证了对控制保护做出的相应改造优化方案从而减少入地电流的可行性。

[1] 中国南方电网有限责任公司.±800 kV直流输电技术研究[M].北京：中国电力出版社，2006.

[2] 赵畹君.高压直流输电工程 [M].北京：中国电力出版社，2004.

[3] 王海林，黎岚，吴安平.向家坝±800 kV特高压换流站容性无功配置研究 [J].四川电力技术，2008，31(3)：9 -11.

[4] 邱伟，钟杰峰，伍文城.±800 kV云广直流换流站无功补偿与配置方案 [J].电网技术，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

张强 (1985)，男，硕士，工程师，南方电网超高压输电公司昆明局，从事特高压交直流并联系统运行维护工作 (e-mail) csg_zq＠163.com。

刘应清 (1988)，男，助理工程师，南方电网超高压输电公司昆明局，从事特高压交直流并联系统运行维护工作 (e-mail) 530759363＠qq.com。

杨锐雄 (1988)，男，助理工程师，南方电网超高压输电公司昆明局，从事特高压交直流并联系统运行维护工作 (e-mail) 809813216＠qq.com。