直流輸電無(wú)接地極運(yùn)行方式下減少入地電流的研究

張強(qiáng)，劉應(yīng)清，楊銳雄，周樂(lè)，周翔，王井飛，張健全

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

直流輸電無(wú)接地極運(yùn)行方式下減少入地電流的研究

張強(qiáng)1，劉應(yīng)清1，楊銳雄1，周樂(lè)1，周翔1，王井飛1，張健全2

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

根據(jù)無(wú)接地極特殊運(yùn)行方式的特點(diǎn)，對(duì)直流的控制保護(hù)做相應(yīng)的改造，進(jìn)行雙極解鎖同步啟動(dòng)順序、雙極電流同步邏輯及雙極聯(lián)跳功能的優(yōu)化，減少站內(nèi)接地網(wǎng)的入地電流。通過(guò)實(shí)際的調(diào)試，驗(yàn)證了對(duì)控制保護(hù)做出的相應(yīng)改造從而減少入地電流的可行性。

無(wú)接地極；站內(nèi)接地網(wǎng)；入地電流

0 前言

普僑直流輸電工程，是南方電網(wǎng)建設(shè)的第二條特高壓直流輸電工程[1-2]。由于普洱側(cè)接地極未投產(chǎn)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(yùn)行作為臨時(shí)解決方案，即以普洱換流站站內(nèi)接地網(wǎng)代替普洱側(cè)接地極雙極運(yùn)行。

普洱側(cè)無(wú)接地極運(yùn)行，需要合上站內(nèi)快速接地0040斷路器，利用站內(nèi)接地網(wǎng)來(lái)代替接地極運(yùn)行。以站內(nèi)接地網(wǎng)代替接地極雙極運(yùn)行，接地網(wǎng)只能為直流中性點(diǎn)提供短時(shí)鉗制電位，應(yīng)避免接地網(wǎng)長(zhǎng)時(shí)間流入大電流，需對(duì)直流的控制保護(hù)做相應(yīng)的改造。根據(jù)無(wú)接地極特殊運(yùn)行方式的特點(diǎn)，對(duì)直流的控制保護(hù)[3-4]做相應(yīng)的改造，進(jìn)行雙極解鎖同步啟動(dòng)順序優(yōu)化、雙極電流同步邏輯優(yōu)化及雙極聯(lián)跳功能優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)減少站內(nèi)接地網(wǎng)的入地電流的目的，通過(guò)實(shí)際的調(diào)試，驗(yàn)證了對(duì)控制保護(hù)做出的相應(yīng)改造從而減少入地電流的可行性。

1 雙極解鎖同步啟動(dòng)順序的優(yōu)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(shí)，解鎖命令由運(yùn)行人員工作站通過(guò)LAN網(wǎng)分別下發(fā)解鎖指令給雙極的極控系統(tǒng)，無(wú)法保證雙極同時(shí)收到解鎖指令，兩極解鎖時(shí)刻可能存在幾百毫秒左右的差異，由此可能導(dǎo)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(fā)過(guò)程如下圖1所示。

1.2 無(wú)接地情況下雙極解鎖

無(wú)接地極情況下，需要對(duì)相應(yīng)的控制保護(hù)作優(yōu)化修改，保證雙極同步解鎖，減少入地電流。

優(yōu)化方案如下：解鎖命令經(jīng)由運(yùn)行人員工作站通過(guò)LAN網(wǎng)下發(fā)至極控，極控通過(guò)控制總線傳輸給直流站控，直流站控接收到兩個(gè)極解鎖命令后，通過(guò)控制總線下發(fā)至雙極極控系統(tǒng)，極控使用直流站控下發(fā)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(guò)程

無(wú)接地極情況下，優(yōu)化雙極解鎖指令下發(fā)過(guò)程如圖2所示。

圖2 無(wú)接地極情況下優(yōu)化雙極解鎖指令過(guò)程

2 雙極電流同步邏輯的優(yōu)化

無(wú)接地極雙極運(yùn)行時(shí)，可能會(huì)存在由于設(shè)備、環(huán)境等因素導(dǎo)致一極電流受限制而降功率，此時(shí)極間功率轉(zhuǎn)移 (PPT)功能起作用，使得另一極功率增大，雙極將出現(xiàn)不平衡電流。因此要對(duì)控制保護(hù)軟件作優(yōu)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(yùn)行。

優(yōu)化方案為：將極控輸出給組控的電流參考值通過(guò)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(shè)定兩極電流參考值差大于50 A時(shí)才允許切換。

控制保護(hù)軟件對(duì)雙極電流同步作優(yōu)化修改的邏輯如圖3所示。

圖3 無(wú)接地極情況下雙極電流同步邏輯

3 雙極聯(lián)跳邏輯的優(yōu)化

無(wú)接地極運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)生某一極閉鎖/緊急停運(yùn)，雙極會(huì)存在很大的不平衡電流，為保證站內(nèi)設(shè)備和人身安全，需立即閉鎖雙極。當(dāng)發(fā)生單閥組閉鎖/緊急停運(yùn)，在同極另一閥組強(qiáng)迫移相和重啟過(guò)程中，雙極也會(huì)存在很大的不平衡電流，所以也需立即閉鎖雙極。

優(yōu)化方案為：在控制保護(hù)軟件中增加雙極聯(lián)跳功能。當(dāng)單閥組或單極Block或ESOF時(shí)，極控將Block或ESOF信號(hào)通過(guò)高速控制總線發(fā)送給直流站控，直流站控收集Block或ESOF信號(hào)后，再通過(guò)控制總線發(fā)EOSF信號(hào)給雙極。

雙極聯(lián)跳功能的邏輯如圖4所示。

圖4 雙極聯(lián)跳功能

4 無(wú)接地極調(diào)試中優(yōu)化方案驗(yàn)證

4.1 雙極同步解鎖與雙極電流同步

在普僑直流普洱側(cè)無(wú)接地極特殊方式運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)試的雙極四閥組解鎖試驗(yàn)中，以最小額定功率500 MW解鎖，四閥組下發(fā)的解鎖命令幾乎同步，如下圖5中的DEBLOCKED脈沖，四個(gè)閥組下發(fā)的解鎖命令時(shí)刻最大相差10 ms，保證了站內(nèi)接地網(wǎng)流過(guò)的電流很小，穩(wěn)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(yōu)化中，要求兩個(gè)極的電流參考值一致，從而保證了雙極平衡運(yùn)行，減少流過(guò)站內(nèi)接地網(wǎng)的電流。如下圖6中所示，四閥組同步解鎖后，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，極1與極2電流差值在-50 A至50 A之間浮動(dòng)，站內(nèi)接地網(wǎng)流經(jīng)的電流值在0 A附近浮動(dòng)。雙極電流同步邏輯優(yōu)化的方案，對(duì)于減少入地電流的效果明顯。

圖6 雙極四閥組解鎖后穩(wěn)定運(yùn)行的錄波

圖7 極1線路對(duì)地短路故障后雙極聯(lián)跳的錄波

4.2 雙極聯(lián)跳功能

無(wú)接地極運(yùn)行，需要退出直流線路故障重啟功能，將故障重啟次數(shù)設(shè)置為0次，發(fā)生直流線路故障后直接閉鎖并聯(lián)跳雙極。

在無(wú)接地極特殊方式運(yùn)行系統(tǒng)調(diào)試中，進(jìn)行了在普僑直流極1線路制造人工對(duì)地短路故障的試驗(yàn)，短路試驗(yàn)前雙極功率為3 000 MW，試驗(yàn)的錄波如下圖7所示。

從圖中可以看到，故障前站內(nèi)接地網(wǎng)流經(jīng)電流在0 A附近，當(dāng)發(fā)生極1線路對(duì)地故障的瞬間，站內(nèi)接地網(wǎng)流經(jīng)電流達(dá)到了-6 000 A，站控收到了ESOF信號(hào)，于是幾乎同步下發(fā)給極1、極2執(zhí)行ESOF順序，最后雙極聯(lián)跳，站內(nèi)接地網(wǎng)的電流為零。雙極聯(lián)跳，使得站內(nèi)接地網(wǎng)電流為零，保證了站內(nèi)設(shè)備和人身安全。

5 結(jié)束語(yǔ)

根據(jù)無(wú)接地極特殊運(yùn)行方式的特點(diǎn)，對(duì)直流的控制保護(hù)做相應(yīng)的改造，進(jìn)行雙極解鎖同步啟動(dòng)順序優(yōu)化、雙極電流同步邏輯優(yōu)化及雙極聯(lián)跳功能優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)減少站內(nèi)接地網(wǎng)的入地電流的目的。最后通過(guò)了普洱直流的實(shí)際調(diào)試，驗(yàn)證了對(duì)控制保護(hù)做出的相應(yīng)改造優(yōu)化方案從而減少入地電流的可行性。

[1] 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司.±800 kV直流輸電技術(shù)研究[M].北京：中國(guó)電力出版社，2006.

[2] 趙畹君.高壓直流輸電工程 [M].北京：中國(guó)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(wú)功配置研究 [J].四川電力技術(shù)，2008，31(3)：9 -11.

[4] 邱偉，鐘杰峰，伍文城.±800 kV云廣直流換流站無(wú)功補(bǔ)償與配置方案 [J].電網(wǎng)技術(shù)，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(qiáng) (1985)，男，碩士，工程師，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司昆明局，從事特高壓交直流并聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作 (e-mail) csg_zq＠163.com。

劉應(yīng)清 (1988)，男，助理工程師，南方電網(wǎng)超高壓輸電公司昆明局，從事特高壓交直流并聯(lián)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作 (e-mail) 530759363＠qq.com。

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