直流输电共用接地极线方式的保护特性
直流输电系统的保护
2. 直流系统保护组
（1） 直流欠电压保护:直流系统的后备保护；保护通过测量直流电压或 直流电流，并结合触发角α，检测直流线路上的低电压故障。
（2） 线路开路试验监测：检测线路开路试验期间，本站直流场和直流 线路的接地故障；工作原理是：如果直流电流超过一预先设置值或者直 流电压没有按预期地上升，表明有接地故障发生。当交流侧电流过大时， 保护也会动作。保护动作闭锁换流器。
选择性
直流系统保护分区配置，每个区域或设备至少有一个 选择性强的主保护，便于故障识别；
可以根据需要退出和投入部分保护功能，而不影响系 统安全运行；
单极部分的故障引起保护动作，不应造成双极停运； 仅在站内直接接地双极运行方式时，某一极故障才必 须停运双极，以避免较大的电流流过站接地网；
任何区域或设备发生故障，直流保护系统中仅最先动 作的保护功能作用；本极的关于极或双极部分的保护 无权停运另外的极；
(2) 大触发角监视：检查和限制主回路设备在大触发角运行时所 受的应力。用大角度监测功能，计算因特殊要求增加触发角 和关断角时，在主回路设备上增加的应力。大角度保护根据 阀阻尼电路、阀避雷器和阀内电抗器的理论模型计算换流器 最大允许的功率损耗。当大角度运行时，如果超过晶闸管的 功率损耗限制值，同时具有较高的Udi0，大角度监测将在一 定延时后，向分接开关发出降低Udi0的指令，并给出告警信 号。若晶闸管阀上的应力进一步增加，大角度监测在一定延 时后闭锁换流器。
时，换流器交流侧电流大于直流侧电流的故障现象作为保护的判据。 动作策略:快速地检测故障并且不投旁通对，立即闭锁换流器。 （2） 换相失败保护 保护目的:减少因交流电网扰动和其它异常换相条件造成的逆变器换相失
败次数；保证直流系统设备的安全。 工作原理:根据交流侧电流大幅度降低，同时直流侧电流大幅度增加的故
电力系统继电保护原理 第十二章 高压直流输电系统的保护
• 低电压保护属于后备保护，在两站失去通信的 情况下仍能正常工作。
• 纵联差动保护的判据为
| I dL I dL.oth |
• 式中：IdL 为直流线路电流；I dL.oth 为对站直流线路电流。
• 纵联差动保护比较来自整流站和逆变站的直流电流，如 果两站电流差值超过了设定值，保护动作。
– （1）极母线设备的闪络或接地故障。 • 极母线设备包括平波电抗器、直流滤波器等。
– （2）极母线直流过电压、过电流以及持续的直流欠压。 – （3）中性母线开路或接地故障。 – （4）站内接地网过流。 – （5）接地极引线开路或对地故障、接地极引线过负荷。 – （6）直流滤波器过流、过负荷、失谐，高压电容器不平衡以及有源部分
• 在研究保护策略时，除交直流模型外，必须结合相应的控 制系统。
第二节 直流输电系统保护原理与配置
一、直流线路故障过程
直流架空线路发生故障时，从故障电流的特征而论， 短路故障的过程可以分为初始行波、暂态和稳态三个阶段。 1、初始行波阶段
- 与交流输电线路故障时的波过程相似，直流输电线故障后，沿线路的 电场和磁场所储存的能量相互转化形成故障电流行波和相应的电压行 波。
• 横联差动电流保护属于后备保护，只适用于单极金属 回线方式。
三、直流系统保护的配置
（一） 直流系统保护设计原则
- （1）满足可靠性、灵敏性、选择性、速动性的基本要求。 - （2）在直流系统各种运行方式下，对全部运行设备都能提供完全
的保护。能检测到设备的故障和异常情况，并从系统中切除影响运行 的故障设备。 - （3）保护系统应至少双重化配置，每一保护区域具备充分冗余度。保 证保护不误动或拒动，如有可能，后备保护应尽可能使用不同的测量 原理。 - （4）相邻保护区应有重叠，保证无保护死区。采用分区保护、保护区 搭接的方式。 - (5）各保护之间配合协调，并能正确反映故障区域，保护动作尽量避 免双极停运。 - （6）与直流控制系统能密切配合，控制系统故障不引起保护跳闸。
几种高压直流线路保护浅析
几种高压直流线路保护浅析摘要：本文对高压直流输电线路的几种基本线路保护进行了介绍，对保护原理进行了简要分析。
关键词：直流线路保护、纵差保护、行波保护、突变量和欠压保护。
0引言高压直流输电近年在我国得到了飞速发展，直流线路保护是高压直流线路稳定运行的重要保障，线路保护的正确动作以及动作后再启动程序的正确执行关系到直流系统的稳定运行。
1 直流线路保护介绍1.1 直流线路行波保护（1）行波保护：根据波理论，电压和电流都可以看作以接近于光速向两个方向传播的行波。
当接地故障发生时，电压的突然下降会在线路中造成很大的能量释放，这些能量以波的形式进行传播，所以如果能检测到波的变化，就能检测到故障。
当接地故障发生后，一部分故障电流在线路中传播，一部分故障电流进入大地，所以引入了极波和地波的概念：Wpm=IDL×Zpm-UDL Wgm=IDN×Zgm-UDN 程序通过周期性的比较极波来判断是否发生了接地故障。
如果在某点检测到当时的极波与前两个周期的极波的差值超过了门槛值，然后就以一定的延时再进行三次比较，如果这三次的差值也超过了门槛值，就认为检测到了接地故障。
通过检测地波是增加还是减少，来区分是本极故障还是另一级故障。
（2）ABB行波保护判据基本原理当直流线路上发生对地短路故障时，会从故障点产生向线路两端传播故障行波，两端换流站通过检测极波b（t）＝ID·γ－UD（式中：γ为直流线路的极波阻抗，ID和UD分别为整流侧直流电流和直流电压）的变化，即可检知直流线路故障，构成直流线路快速保护；另一方面，故障时两个接地极母线上的过电压吸收电容器上会分别产生一个冲击电流，利用该冲击电流以及两极直流电压的变化即可构成所谓地模波，根据地模波的极性就能正确判断出故障极。
1.2线路差动保护原理图1在图1的系统图中，设两侧保护的电流IM、IN以母线流向被保护的线路方向规定为其正方向。
以两侧电流的相量和作为继电器的动作电流Id，Id=│I&M+ I&N│，该电流有时也称做差动电流。
直流输电系统的分类
直流输电系统的分类直流输电是一种高压输电方式，同时也是目前使用率较高的传输电力的方式之一，其特点是传输距离较远和输电损耗较小。
根据传输电力的需要和输电环境的不同，直流输电可分为不同的系统。
一、单极系统和双极系统单极系统是指直流输电时，只使用一条电极（线），另一侧采用地电极（即地排），输电线只能进行单向输电。
而双极系统则是由两条电极，可以实现双向输电，其中一条电极为正极，另一条为负极。
单极系统适合用于电力供应较小的地区，而双极系统通常用于高容量大距离的电力输送。
二、非接地系统和接地系统非接地直流输电系统，其特点是在电源端和负载端，均不进行接地，而是利用电容储能方式进行传输。
这种方式的优点是输电损耗小，电源可以使用、更加简单，而且可以减少岛电网空间来进行有效的电压控制。
这种技术可应用在移动通信网络中、卫星业务中等等。
而接地直流输电系统，则是将导线接地，并在适当的地方连接独立的接地电极，其优势是较强的电力保护作用，避免对人员造成危害。
三、极间接地方式类型直流输电系统自有多种的极间接地方式，根据其制备方式和应用场景等等，可分为阻抗式、电容式、电感式等类型。
阻抗式极间接地方式，是指通过将旁路电容放在极间，使得系统有一个特定的阻抗。
相对于电容式，该方式具有更小的电压波动。
电容式极间接地方式，通过使用电容器将两极直接连接在一起，并对其进行接地。
这种方式的优点是，可以在直流系统之间提供更好的绝缘，同时还可以减少系统中的电压波动。
电感式极间接地方式是于电容式方式恰恰相反，其基本思路是使用电感与极间电容串联阻挡交流，隔离直流。
四、故障检出方式故障检出方式通常分为四种，分别是过程诊断、自适应故障诊断、模型力学检测、波形检测等。
过程诊断方式，是指根据系统特性和故障模型进行分析，通过处理获得故障诊断结果。
自适应故障诊断方式是指，根据控制系统在操作过程中的反馈信号，自适应地对系统进行检测和故障诊断。
模型力学检测方式是一种基于系统动力学特征分析的方法，通常通过建立系统模型，对系统进行动态方程求解，以实现故障检测和定位。
直流系统保护
1 直流微电网接地方式根据 IEC60364—1[19］对直流系统接地型式的定义，与交流系统一样，也可分为TT （T=电源侧直接接地；T=用电设备外露导电部分直接接地）、IT（I=电源侧不接地或经高阻抗接地，T=用电设备外露导电部分直接接地）、TN（T=电源侧直接接地，N=用电设备外露导电部分经保护线与电源侧共地）三种接地型式IT 表示直流母线处(可以为正极、负极或中性点)不接地或经高阻抗接地，电气装置的外露可电导部分直接接地。
研究表明，对于不存在对地电容的直流系统而言，IT 系统的一次接地故障监测十分困难，用户也无法用电笔测试出该系统直流电的极性. 在IT 接地型式中,相比负电极，正电极与大地连接可以减小电腐蚀的效应。
当接地故障发生时，故障电流较小，仍可以保证负载的正常运行，因此现有低压直流系统也大多采用无中线的IT 系统，但由于故障电流小，导致其故障检测困难，容易引发二次极间故障TN 表示直流母线处(可以为正极、负极或中性点）直接接地，所有电气设备外露可导电部分均接到保护线上，并与上述接地点相连。
而我国传统交流系统中广泛使用的TN 系统(T 电源侧直接接地,N用电设备外露导电部分经保护线与电源侧共地），其优点在于能将接地故障转化为短路故障从而增大故障电流、利于保护设备的动作,但由电力电子变换装置提供电源的直流系统中，一般均含有大量对过电流敏感的电力电子器件,该特性能否在直流系统中发挥同样的优势需作进一步的探讨.TN 系统发生接地故障时，会有较大的故障电流和电压暂变现象，这会影响连接在故障电极上的其他负载运行，该接地方式故障容易检测并快速清除。
考虑到目前家用设备接地保护线与交流零线电位差限制，未来直流微电网在给住宅、学校、商业建筑和工业区域供电建议采用TN系统。
2 直流微电网故障类型根据故障的类型进行划分,可将直流微网的故障分为接地故障和极间故障，如图16 所示。
接地故障依据故障阻抗大小可分为高阻抗接地和低阻抗接地故障，极间故障阻抗通常较小。
直流输电工程控制保护系统总概精选全文
直流控制保护系统概况
Ø 控制位置要求：
– 远方调度中心、集控中心 – 换流站主控室 – 控制系统就地 – 设备就地
Ø 控制位置层次关系：
– 分层结构上越低的位置，其控制优先级越高
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直流输电工程控制保护系统总概
提纲
一．直流控制保护系统概况 二．直流控制保护系统构成 三．德宝工程控制保护设备配置情况 四．系统特点与主要技术改进 五．直流控制保护系统硬件简介
系统切换遵循如下原则：在任何时候运行的有效系统应是双重化系 统中较为完好的那一重系统
系统切换逻辑禁止以任何方式将有效系统切换至不可用系统。系统 切换总是从当前有效的系统来发出。这个切换原则可避免在备用系 统中的不当的操作或故障造成不希望的切换。另外，当另一系统不 可用时，系统切换逻辑将禁止该切换指令的执行。
5. 与远方控制中心的接口子系统
包括：远动系统，用于与网调、省调、直流集控中心等交换直流换流站的监 控数据并执行远方调度命令，由远动工作站、远动通讯设备等组成。
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直流输电工程控制保护系统总概
直流控制保护系统构成
Ø 典型系统解决方案:
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直流输电工程控制保护系统总概
•直流控制（极控）系统
•直流控制（极控）系统
➢ 极控制系统主要包括:
每个极的极控系统主机 分布式现场总线 分布式I/O等设备
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直流输电工程控制保护系统总概
•直流控制（极控）系统
➢ PCP控制主机：
– 完成对换流站内换流器、换流变压器、直流场 设备等的控制和监视功能。收集极控系统范围 内的“事件”并上传送入运行人员控制系统。
Ø 极控系统是整个换流站控制系统的核心，主要功 能是通过对整流侧和逆变侧触发角的调节，实现 系统要求的输送功率或输送电流。
直流输电特点
关于直流输电（摘自许继网站）一、直流输电的优点与交流输电相比教,直流输电具有如下优点:1) 直流输电架空线路造价低、损耗小，在输送同样功率的前提下，造价节省1/3；2) 直流电缆线路输送容量大、输送距离不受限制；3) 直流输电不存在交流输电的稳定问题；4) 采用直流输电实现电力系统之间的非同步联网，能有效解决被联电网的短路容量而不更换断路器，使被联电网保持自己的电能直流独立运行，快速、方便的实现电网间的功率交换、运行及管理并改善交流系统的运行性能；5) 相同条件下，电晕无线电干扰较小，稳态运行时沿线电压分布较平稳；6) 运行方式灵活、控制快速方便。
二、直流输电系统换流站组成直流输电系统的换流站由换流变压器、换流阀、平波电抗器、直流场设备、交流场设备、控制保护及通信系统组成。
控制保护系统及通信是直流系统的大脑，实现系统数据处理、指令分配和协调；换流变和换流阀为直流系统的心脏，实行功率的交换和电力变换及快速控制执行；直流场设备为直流系统的手脚，实现数据采集、谐波滤除、设备和线路的保护与控制、运行方式转换等。
三、直流场设备构成及简介按照功能，直流场设备分为：穿墙联结及过电压保护设备、运行与保护控制执行设备、谐波处理设备、系统采样设备。
◆穿墙联结及过电压保护设备:套管、避雷器1) 直流穿墙套管穿墙套管主要用于母线或极线从户外向户内、户内向户外、户内向户内之间穿过墙壁，并保证载流导体与地绝缘。
按安装地点分为户内和户外式两种；按结构形式可分为带导体型和母线型两种。
直流套管按照使用场合可分为极线、中性母线及滤波器穿墙套管。
极线穿墙套管（见图1）为带导体型，通过特殊结构设计的导体及端盖处的柔性联结，有效解决轴向的热运动。
用于阀厅的中性母线套管除满足载流、绝缘性能外，还要满足零磁通电流互感器的安装要求。
图1 极线穿墙套管2) 场用避雷器场用避雷器分为六脉动避雷器、极线避雷器和中性母线避雷器。
对大气和设备操作过电压进行保护，满足合适的绝缘配合水平。
HVDC-Ch7-直流输电系统主要保护的配置
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
直流谐波保护 通过对直流电流中的异常谐波， 主要是工频和二次谐波进行检测，超过整定允许值 并长达预定时间后，启动保护程序停运直流系统。 主要针对交流系统故障、换相失败、或换流阀的触 发失灵等故障。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
换流站接地网保护 通常对换流站内接地网的电 压和流入接地网的电流进行检测，如果发生过电压 或过电流则启动相应的停运直流系统的保护程序。 当直流系统为双极平衡运行工况时，直流接地网过 电流保护动作应使直流系统双极停运，以避免造成 更大的过电流流入而损坏站内接地系统。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
换流器的辅助设备，如阀冷却系统、阀控制及 其辅助电源系统，以及测量系统等都是十分重要的， 工程中通常均需双重化配置，并配有性能良好的监 测、故障自检报警和主备设备的切换逻辑。
7.2 换流站直流侧配置的主要保护
极中性母线保护 通过检测换流阀中性母线侧电 流、直流滤波器电流以及流入接地极引线的电流并 比较它们的差值，可以对中性母线或连接于中性母 线的相关设备（如滤波器或电容器）的接地故障设 置极中性母线差动保护。根据阀中性母线侧直流电 压和直流电流的监测，可以判断极中性母线的开路 故障并采取停运直流系统的保护措施。
直流电压略有上升或下降 直流电压下降 所在阀的健全元件所受电压增大 交流电流激增，直流电压下降 交流电流激增，直流电压下降为0
7 直流输电系统主要保护的配置
保护措施的基本手段： ➢ 急速改变制极脉冲 ➢ 投入旁通阀或旁通对 ➢ 投入旁通刀闸 ➢ 交流短路器跳闸 ➢ 自动再起动
7.1 直流输电系统保护的特性要求
➢ 快速性、灵敏性、选择性和可靠性 ➢ 抗电磁干扰和抗暂态谐波干扰性能 ➢ 双极系统中两个单极的保护必须完全独立 ➢ 多重化配置，并具很强的软、硬件自检功能
直流输电接地极线路
3）对于接近接地极极址的杆塔，自塔脚除垫上一块玻璃布，在每一个地 脚螺栓上合适的玻璃管套管，使杆塔基础绝缘，阻止低电流电流流向杆塔。
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（四）导线截面选择
线路电压低，导线可以不按照经济电流密度来选，二是按照最大输送容量时满 足热稳定性条件来选，一般在杆塔两侧对称布置单导线或者多分裂导线。
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三、接地极引线设计原则
1. 气象条件
虽然引线电压不高，但在直流输电中地位很重要，故气象条件 还是按照110～220kv送电线路标准进行选择，最大设计风俗不小 于25m/s。
直流接地极引线线路
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一、直流接地极引线
什么是直流接地极引线？
接在换流站直流电压中性点与接地极之间的线路，接地极 线路可采用架空线路，也可采用电缆线路。由于接地极线路一 般长约10km至100公里，所以多数工程采用架空线路。
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二、接地极引线绝缘水平
（一）线路电流 1）两级正常对称运行，接地极引线电流小于额定电流1% 2）两级不对称运行，引线上电流为两级电流之差 3）单极运行，引线上电流为单极额定电流，此时引线上最高电压为数 千伏，换流站至接地极沿线电压递减
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（二）绝缘子片数
按绝缘要求，可用一片绝缘子，但考虑到可能出现零值绝缘子，一般采用 两片以上直流绝缘子。由于接地极线路绝缘强度很低，因而很容易遭受雷击,并 且雷击后续流难以熄灭，容易造成绝缘子烧坏而发生掉线。因此在绝缘子两端 应加装招弧角，以保护绝缘子。
特高压直流输电接地极研究
特⾼压直流输电接地极研究特⾼压直流输电接地极研究中⽂摘要：直流输电接地极设计⽬前基本依据以往的⼯程经验,由于其具有热⼒效应和电化效应,尚未形成统⼀的接地极设计标准。
从极址的选择、系统分析、跨步电压的验算以及新型材料的应⽤进⾏了阐述,为特⾼压直流输电接地极设计提供参考。
关键词：特⾼压直流输电；接地极；跨步电压；放热焊接。
0前⾔特⾼压直流输电是指800 kV及以上电压等级的直流输电及相关技术。
特⾼压直流输电的主要特点是输送容量⼤、电压⾼,可⽤于电⼒系统⾮同步联⽹。
⾃第⼀条500 kV 超⾼压直流输电⼯程葛洲坝上海直流输电⼯程建设⾄今,我国已建设⼗余条直流输电⼯程,接地极的设计取得较多的实际⼯程经验,但尚未出现统⼀的标准, 运⾏中也发现存在很多问题，本⽂以向家坝--上海800 kV 直流输电接地极设计为例论述设计过程。
1 特⾼压直流输电接地极的特点⽬前世界上已投运的直流接地极可以分为2类:陆地电极和海洋电极。
直流输电通常可采⽤3种接线⽅式,即单极线路、同极线路和双极线路。
根据⼯程实际,⼀般在送电投产后由单极线路过渡为双极线路。
极址条件不同,布置⽅式也不同。
从我国建设的直流⼯程接地极来看,⼤多数为陆地接地极。
强⼤的直流电流持续地、长时间地流过接地极时,接地极主要表现出电磁效应、热⼒效应和电化效应。
2 极址选择2 . 1 选址原则接地极的选址应遵循施⼯运⾏⽅便、易排除电极在运⾏中产⽣的⽓体和热量、电流分布⽐较均匀、造价⽐较低廉等原则。
同时, 极地应在⽆矿或矿产限制开采区,且当地⽓候为常温多⾬、⽔⼟保持功能较好。
2 . 2 地勘资料的准确性勘测数据应有较⾼的准确性,在实际⼯程勘查设计时,经常遇到的⼟壤模型是由不同电阻率的多层⼟壤地层构成。
⽬前较先进的⼟壤电阻率测试⽅法有⾼密电法,可以⽤2维图形⽅式直观地运算出深达50m的⼟壤电阻率分布图。
2 .3 向家坝—上海800kV直流输电极址概况向家坝—上海800kV特⾼压直流输电⼯程的送端换流站,额定电流为4kA,输电能⼒为6.4GW,直流额定电压为800kV;复龙换流站接地极⼯程即为该⼯程配套项⽬。
7.7 直流输电接地极线路
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二、接地极引线绝缘水平
（一）线路电流 1）两级正常对称运行，接地极引线电流小于额定电流1% 2）两级不对称运行，引线上电流为两级电流之差 3）单极运行，引线上电流为单极额定电流，此时引线上最高电压为数 千伏，换流站至接地极沿线电压递减
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（二）绝缘子片数
按绝缘要求，可用一片绝缘子，但考虑到可能出现零值绝缘子，一般采用
完全包缠绕绝缘起来，以防止或者减少地电流在塔脚间的流动
3）对于接近接地极极址的杆塔，自塔脚除垫上一块玻璃布，在每一个地
脚螺栓上合适的玻璃管套管，使杆塔基础绝缘，阻止低电流电流流向杆塔。
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若引线为单导线，则导线布置杆塔一侧，若多跟导线（偶数）并联运 行，则对称布置两侧。线间距一般在3.5～5m之间
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4. 杆塔基础
1）将离开接地极极址约10km一段线路的地线用绝缘子对地绝缘，避免
地电流在内的铁塔基础
足热稳定性条件来选，一般在杆塔两侧对称布置单导线或者多分裂导线。
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三、接地极引线设计原则
1. 气象条件 虽然引线电压不高，但在直流输电中地位很重要，故气象条件 还是按照110～220kv送电线路标准进行选择，最大设计风俗不小 于25m/s。 2. 防雷保护 虽然电压第，但是重要性远非一般低压35kv可比，故还是全线架 设1根地线，保护角不大于30，基本上能防雷 3. 杆塔
课程内容
第七章 高压直流输电线路
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直流接地极引线线路
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直流输电工程运行方式有哪些？
直流输电工程运行方式有哪些？什么是直流输电系统运行方式？指的是可由运行人员进行选择的直流系统稳态的运行状态。
它通常由不同的直流系统接线方式，或由直流系统不同的控制方式所确定。
不得不说，直流输电系统运行方式的了解是必要的。
一、对于两端双极的直流输电系统，由不同的直流系统接线方式确定的运行方式可分为双极或单极运行：1、双极接线运行方式架空线路的双极运行方式采用大地做回路。
某些工程设计为，双极运行时，如果大地回路损坏中断，则自动转换为换流站内接地网为回路的暂时稳定运行方式，这种运行方式必须保证双极直流电流完全平衡，并配有良好的控制和保护功能。
2、单极接线运行方式当某一极换流站主设备或直流极线故障，可采用单极大地回路方式；如果接地极损坏，可采用单极金属回线运行方式；当某一极换流站主设备损坏可采用单极双极线并联运行方式。
不同的单极运行方式的损耗和运行费用不同。
海缆工程多为使用另一根海缆作为回路的运行方式。
二、对于两端双极直流输电系统，由不同的直流控制方式确定的运行方式，通常包括：1、直流电流控制运行方式，指运行控制中保证每极的直流电流与整定的直流电流值相同。
2、直流功率控制运行方式，指运行控制中保证每极的直流输送功率与整定的直流功率值相同。
3、全压运行：指极的直流运行电压值控制为额定直流电压。
4、降压运行：指极的直流运行电压值控制为设计允许的降压电压值。
5、双极平衡运行：指运行中双极的直流电压和直流电流值完全相同，因此双极输送的直流功率相等，接地极中的直流电流保持在设计允许的偏差之内。
6、双极不平衡：指双极中的一极（称为独立运行极）按照自行整定的参数（包括直流功率、直流电流或是否降压等参数）运行，另一极则将整定的双极输送功率值与独立运行极的输送功率的动态差值作为自己的输送功率整定值。
小编想提醒大家的是：不同运行方式的选择主要根据交、直流系统的运行条件和设备的状况决定。
因此啊，还是要根据实际情况而定！感谢您看到了最后，希望对您有所帮助！。
第三节直流输电的特点
• 根据换流站过电压保护方式的特点，需要增加各种 类型的交、直流避雷器，包括高压端对地的避雷器和 高压Байду номын сангаас子间的避雷器。
当交流远距离输电线路输送的功率不等于自然功
率时，线路中的电容电流通过线路的电抗，会引起 沿线电压有较大的变化。在轻载的情况下，线路上 某些地方可能升高到不能允许的程度，而必须用并 联电抗器加以补偿。直流线路不存在这个问题，沿 线电压较平稳。
自然功率的解释
自然功率又称为波阻抗负荷，是表示输电线路的输电 特性的一个特征参量。当线路输送有功功率达到某个值的 时候，此时线路消耗和产生的无功正好平衡，此时输送的 功率就称为自然功率。它主要用来分析输电线路的输电能 力、电压和无功调节等问题。当线路输送自然功率时，由 于线路对地电容产生的无功与线路电抗消耗的无功相等， 因此送端和受端的功率因数一致；当输送功率低于自然功 率时，由于充电功率大于线路消耗无功，必然导致线路电 压升高；相反，当线路输送功率大于自然功率，由于无功 不足，需要额外的无功补偿，在没有无功补偿的情况下， 线路电压就会下降。所以，线路在输送自然功率的时候， 经济性最好、最合理。
第三节 直流输电的特点
一、 直流输电的优点
（1）直流输电不存在交流输电的稳定 问题，有利于远距离大容量输电。
当送端系统通过交流远距离输电线路和受端系 统连接起来同步运行时，可能出现稳定性问题。
电力系统的稳定性，首要的是指交流电力系 统经受扰动之后，保持同步运行的能力。
交流输电的输送功率P可用下式表示:
直流输电接地极
0.6m)的正方形沟道，然后在沟道中填入焦炭层并夯实。在焦炭层的中央敷设一条
钢导体，最后用回填土将沟道填满。焦炭必须捣碎，并有20％的细屑，其含量应
大于92％，含硫应小于1％，灰份应小于1％。
2020/1/22
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例：
贵广二回直流与云广特高压直流工程共用接地极方案采用直径为940米＋700米 二同心圆环电极布置，电极外环采用直径70毫米的钢棒，埋深4米，内环采用直径60 毫米的钢棒，埋深3.5米。钢棒使用焦炭包裹，焦炭断面尺寸外环为1.1米×1.1米、 内环为0.7米×0.7米，焦炭主要起保护、导流作用。同时为了确保电极安全运行， 在电极周边设置检测井、渗水井等装置，监测电极温升，土壤温度，电流分布和地 面跨步电压等。
2020/1/22
图为施工人员在进行焦炭填充作业
图为施工人员在进行土方回填作业
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2）陆地垂直型
井型电极底端埋深一般为数十米，甚至达数 百米深，如在瑞典南部穿越波罗的海直流电 缆输电工程中的试验电极，采用了深井型电 极，其端部埋深达 550 m。井型电极最大的 优点是占地面积较小，且由于这种电极可直 接将电流导入地层深处，因而对环境的影响 较小。但井型电极一般适用于表层土壤电阻 率高而深层较低的极址或极址场地受到限制 的地方。这种形式接地极存在施工难度大， 运行时端点电流密度高和产生的气体不易排 出等问题。
高硅铸铁之所以具有较强的抗腐蚀性，是因为铸件表面很容易地氧化成一层致密 的Si02薄膜，产生钝化，从而阻碍了腐蚀的进一步发展。高硅铸铁的抗腐蚀能力，随 合金中含硅量的增加而增强，
高硅铸铁在有卤铁气体，特别是在有氯气生成的环境中应用时，由于氯气的腐蚀 性很强，会浸入破坏致密的Si02晶体，使铸铁表面产生坑坑凹凹的点蚀现象，加速了 高硅铸铁电极的腐蚀且不均匀，这就阻碍了它在海水中或其他一些场合的应用
特高压直流输电工程接地极线路结构及保护配置研究
特高压直流输电工程接地极线路结构及保护配置研究摘要：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、热力效应以及电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。
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的案例做了分析研究。
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。
本文在介绍接地极线路保护配置的基础上，通过理论分析，厘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。
关键词：接地极线路；不平衡保护；阻抗监视；性能分析；故障隔离1现有接地极线路结构及保护配置1．1现有接地极线路结构接地极线路的连接方式如图1所示。
由图1可知，考虑到接地极线路最大流过电流可达数千安培，现有特高压直流工程接地极线路采用同杆双回并架的方式布置，两回接地极线路并列运行。
杆塔常采用“十”字形塔，1根地线挂在塔顶，2根导线分挂在杆塔两侧，呈水平排列。
每回接地极线路采用双分裂导线，两根子导线水平排列。
1．2现有接地极线路保护配置现有特高压直流工程中接地极线路主要配置有如下3种保护：接地极线路过负荷保护、接地极线路不平衡保护和接地极线路阻抗监视。
其中接地极线路不平衡保护以及接地极线路阻抗监视主要应对接地极线路异常接地的工况，因此这里主要介绍不平衡保护以及阻抗监视的原理。
1．2．1接地极线路不平衡保护如果接地极线路流过较大电流，一旦1条接地极线路发生接地或开路，两条线路会出现比较大的差流。
直流输电讲义
直流输电直流输电(Direct current transmission)，以直流方式实现电能传输的技术。
直流输电与交流输电相互配合，发挥各自的特长，构成现代电力传输系统。
在以交流输电为主的电力系统中，直流输电具有特殊的作用。
除了在采用交流输电有困难的场合，必须采用直流输电外，在电力系统中，它还能提高系统的稳定性，改善系统运行性能并方便其运行和管理。
直流输电有两端(也称端对端)直流工程、多端直流工程、背靠背直流工程等类型。
直流输电技术的发展历史、现状和趋势可以从创始与发展、原理与构成、特点与应用、研究与前景几个方面阐述。
一、原理与构成直流输电系统的一次电路主要由整流站、直流线路和逆变站三部分组成。
送端与受端交流系统与直流输电系统也有密切的关系，它们给整流器和逆变器提供实现换流的条件，同时送端电力系统作为直流输电的电源提供所传输的功率，而受端则相当于负荷，接受由直流输电送来的功率。
两端的交流系统是实现直流输电必不可少的，通常在系统研究中用简化的等值系统来表示。
直流输电的控制保护系统与交流输电不同，它是实现直流输电正常起动和停运、正常运行、运行参数的改变和自动调节以及故障处理和保护等必不可少的组成部分。
此外，为了利用大地(或海水)为回路，大部分直流输电工程还有接地极和接地极引线。
因此，直流输电系统包括整流站，直流输电线路、逆变站、控制保护系统以及接地极及其引线等五部分组成。
（一）工作原理图1是直流输电基本原理简图。
它包括两个换流站，直流输电线路及两端交流系统Ⅰ和Ⅱ。
当系统Ⅰ向系统Ⅱ送电时，换流站1运行于整流状态，把系统Ⅰ送来的三相交流电变换成直流电，经直流线路送到换流站2。
此时，换流站2则运行于逆变状态，把直流电变换为三相交流电送入系统Ⅱ。
由换流的基本理论可知，双极直流输电系统的主要运行参数和变量之间的关系可用公式表示为：整流站极对地直流电压：U d1=N1 (1.35U1cosα-3/π×Xγ1I d) (1) 逆变站极对地直流电压：U d2=N2 (1.35U2cosβ+3/π×Xγ2I d) (2) 直流电流：I d=(U d1-U d2)/ R (3)整流站直流功率：P d1=2U d1I d (4)逆变站直流功率：P d2=2U d2I d (5)直流线路压降：ΔU d=U d1-U d2=I d R (6)直流线路损耗：ΔP d=P d1-P d2=I d2R (7)整流站消耗的无功功率：Q c1=P d1tgφ1 (8)逆变站消耗的无功功率：Q c2=P d2tgφ2 (9)式中N1、N2为整流站和逆变站每极六脉动换流桥串联数；Xγ1、Xγ2为整流站和逆变站的换相电抗；U1、U2为整流站和逆变站换流变压器阀侧空载线电压；α、β为整流站和逆变站换流器的触发角；R为直流线路电阻；φ1、φ2为整流站和逆变站换流器的功率因数角。
浅谈直流输电系统的基本调节方式及其特性(一)
浅谈直流输电系统的基本调节方式及其特性(一)论文关键词：控制调节方式定功率模式定电流模式论文摘要：直流输电系统的基本调节方式对整个直流输电系统的调节起决定性的作用，近几年来一直被完善和更多的应用。
1.1直流输电系统可以从如下两个方面调节输送的直流电和直流功率：1)调节整流器的触发滞后角或逆变器的触发超前角，即调节加到换流阀控制极或栅极的触发脉冲的相位，简称控制极调节。
2)调节换流器的交流电势，一般靠改变换流变压器的分接头来实现。
用控制极进行调节，不但调节范围大，而且非常迅速，是直流输电系统的主要调节手段。
调节换流变压器分接头则速度缓慢且范围有限，所以只作为控制极调节的补充。
1.2控制极调节方式控制极调节通常采用两种调节方式：整流侧均采用定电流调节方式，逆变侧常采用定关断余裕角调节或定电压(直流)调节方式之一。
1)定电流定关断余裕角调节一般在整流器上都装有定电流调节装置，自动地保持电流为定值。
定电流调节不但可以改善直流输电的运行性能。
同时也可以限制过电流和防止换流器过载，所以它是直流输电系统基本的调节方式。
定电流调节的基本原理是把系统实际电流和电流整定值进行比较，当出现差别时，便改变整流器的触发角，使差值消失或减少，以保持等于或接近于。
图3.2(a)表明它的工作原理和稳态特性。
设原运行点为A，整流器触发角，直流电流为。
若由于某种原因逆变侧交流电压从下降到，而整流器又无自动调节时，则新的运行点将移到B’点，电流大于。
当装有电流调节器时，则在它的作用下，。
角迅速地增大到，使工作点从A移向B，最后稳定在B点，电流便恢复到Ida。
同理，逆变侧的电压升高或整流侧的交流电压波动时，也能保持等于。
可见在电流调节器的作用下，运行点将在垂直线AB上移动。
直线AB即整流器定电流调节器的伏安特性，称为定电流特性。
定电流特性有一定的范围，当逆变侧交流电压上升或整流侧交流电压下降超过某一定值时，即使电流调节器将角减少到上限值，电流也不能恢复正常，因而整流器被限制在=特性上运行。
直流输电基础知识单选题100道及答案
直流输电基础知识单选题100道及答案1. 直流输电系统中，主要的损耗不包括以下哪种？（）A. 换流站损耗B. 变压器损耗C. 直流输电线路损耗D. 接地极系统损耗答案：B。
直流输电系统损耗主要有两端换流站损耗、直流输电线路损耗、接地极系统损耗。
2. 以下关于直流输电的优势，说法错误的是（）A. 适合远距离大容量输电B. 不存在交流输电的稳定性问题C. 可以灵活调节输电功率D. 建设成本比交流输电低答案：D。
直流输电建设成本较高，但其在远距离大容量输电、稳定性等方面具有优势。
3. 两端直流输电系统的构成不包括以下哪个部分？（）A. 整流站B. 逆变站C. 交流变电站D. 直流输电线路答案：C。
两端直流输电系统的构成主要有整流站、逆变站和直流输电线路三部分。
4. 单极系统的接线方式不包括以下哪种？（）A. 单极大地回线方式B. 单极金属回线方式C. 单极混合回线方式D. 以上都是单极系统的接线方式答案：C。
单极系统的接线方式有单极大地回线方式和单极金属回线方式两种。
5. 双极系统的接线方式可分为（）A. 双极两端中性点接地接线方式B. 双极一端中性点接地接线方式C. 双极金属中线接线方式D. 以上都是答案：D。
双极系统的接线方式可分为双极两端中性点接地接线方式、双极一端中性点接地接线方式和双极金属中线接线方式三种。
6. 背靠背直流系统的特点是（）A. 输电线路长度较长B. 输电线路长度为零C. 主要用于远距离输电D. 不需要换流站答案：B。
背靠背直流系统是输电线路长度为零的两端直流输电系统。
7. 换流器的主要作用是（）A. 将交流电转换为直流电B. 将直流电转换为交流电C. 升高或降低电压D. 调节输电功率答案：A（对于整流器）和B（对于逆变器）。
换流器包括整流器和逆变器，整流器将交流电转换为直流电，逆变器将直流电转换为交流电。
8. 6 脉动换流器在交流侧产生的特征谐波次数为（）A. 6k±1 次B. 6k 次C. 12k±1 次D. 12k 次答案：A。
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；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ８ ２ ２ ２ ０ １ ２ ０ ２ １ ６ － － － －
（ ） ２ ０ １ ２， ３ ６ １ ４
引线对称 ， 对保 护 影 响 不 大 。 本 文 主 要 考 察 单 接 地 极线故障情况 。 设接地故障电阻为 ＲＭ ； 系统 １ 部分的单引线电 单 极、 双极运行 阻和共 引 线 电 阻 分 别 为 Ｒ１Ｌ 和 ＲＬＴ ； 系统流入接地 极 地 的 电 流 分 别 为 Ｉ Ｉ Ｓ 和Ｉ Ｕ（ Ｓ 为单 极运行时的额定电流 ， ＩＵ 为双极运行时 的 不 平 衡 电 ， 流） 两者方向可 以 相 反 。 在 共 极 线 处 、 系统２和系 统 １ 非共极线处发生单线接地故障时的等效电路如 图 ３ 所示 。
［ ］ ６ １ ０ －
传统接地极保护分析及相互影响特性已有报 ， 但对共用 接 地 极 线 保 护 分 析 的 相 关 文 献 较
图 １ 共用接地极引线方式 ｒ ｏ ｕ ｎ ｄ ｉ ｎ Ｆ ｉ ． １ ｏ ｎ ｆ ｉ ｕ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｃ ｏ ｍ ｍ ｏ ｎ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ ｅ ｓ Ｃ ｇ ｇ ｇ ｇ
（ ） １ ４
ＲＹＲＧ ＲＢ ＝ ＭＲＧ ＲＣ ＝ Ｒ ＋ ＲＹ ＋ＲＭ Ｇ 烆 各电阻参数均不大于几欧姆 ， 因此Ｕ２ 不超过几 同理 Ｕ１ 值也不大 。 千伏 ， ）单极系统运行侧的非共极线处故障 ２ 考察在单极运行的系统 ２ 接地极引线上 （ Ｂ 区） （ ） 发生的故障情况 。 由图 ３ 可得系统 接地极不平 ｂ ２ 衡电流为 ： Ｉ Ｉ Ｉ ｄ ３ ４ ＝｜ ｄ ３－ ｄ ４ ｜＝ ２ ２ Ｒ２Ｌ ｋ ＋２ Ｒ２Ｌ（ ＲＤ ＋ＲＥ ＋ＲＧ ） ｋ＋α （ ） Ｉ ８ Ｓ ２ ２ ｋ ＋２ Ｒ２ ｋ＋β（ ＲＭ ） －Ｒ２Ｌ ２ Ｌ Ｒ１ＬＲＬＴ 烄 ＲＤ ＝ Ｒ１Ｌ ＋ＲＬＴ （ ） ９ 烅 Ｒ２ Ｌ Ｔ ＲＥ ＝ ２ Ｒ１Ｌ ＋２ ＲＬＴ 烆 ） 式（ 在关于 ｋ 的二 次 函 数 中 ， 均为 ８ ＲＭ ） α 和β（ ） 且β（ 为关于 的一 次 函 数。 大于 ０ 的常数项 ， ＲＭ ＲＭ ／ ／ 可得 ： Ｉ ｋ＞０， Ｉ ＲＭ ＜０。 随 着 ｋ 的 增 大 ， ｄ ３ ４ ｄ ３ ４ 单极运行的接 地 极 不 平 衡 电 流 增 大 ； 随 着 ＲＭ 的 增 ） ： 大， 不平衡电流减小 。 式 （ 可以表示为 ８ （ ） Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｒ１Ｌ ， Ｒ２Ｌ ， １ ０ ｜ ｜＝ ｆ ｇ ｄ ３ ４＝ ｄ ３－ ｄ ４ Ｓ １（ １）
０ 引言
接地 极 是 直 流 输 电 系 统 中 不 可 缺 少 的 一 部 。 分 直流系统换 流 站 一 般 距 离 接 地 点 几 十 千 米 ， 其间通常架设双导线并联的接地极引线 。 接地极选
［ １］
导线引至接地极终 端 塔 ， 并在终端塔前装设各自的 使终端塔前的接地极部分独立 ， 因此 电气测量装置 ， 保护特性与传统接地极保护特性类似 。 第 ３ 种共用接地极线路模式为共有一部分或全 部的接地极线路 ， 如 图 １ 所 示。 由 于 共 用 接 地 极 线 各自的运行方式及故障方式变化 路存在公共部分 ， 保护应用存在难点 ， 本文将以此 都会产生相互影响 ， 类保护特性作为主要研究对象 。
３ 共用接地极线模式的故障分析
３． １ 共用接地极线接地故障分析 ３． １． １ 接地故障分类及等效电路 当 共用接地极引 线 同 时 发 生 接 地 故 障 时 ， 由于
Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ Ｒ１Ｌ ， Ｒ２Ｌ ， ＝ ｜ ｜＝ ｆ ｇ ｄ ３ ４＝ ｄ ３－ ｄ ４ Ｓ ３（ ３） Ｉ Ｓ
２ Ｒ１ＬＲＬＴ ｋ －２ Ｒ１Ｌ（ ＲＬＴ ＋ＲＧ ） ｋ＋Ｒ１Ｌ（ ＲＬＴ ＋２ ＲＧ ） Ｒ ＋ Ｒ Ｇ Ｍ ２ （ －（ Ｒ１Ｌ ＋Ｒ２Ｌ） ＲＬＴ ｋ －２ Ｒ１ＬＲ２Ｌ ｋ＋２ Ｒ１ＬＲ２Ｌ １＋ ＋（ ＲＬＴ ＋２ ＲＧ ＋２ ＲＭ ） Ｒ１Ｌ ＋Ｒ２Ｌ） ＲＬＴ
Ｉ３ Ｉ Ｉ Ｉ Ｒ１Ｌ ， Ｒ２Ｌ ， ＝ ｜ ｜＝ ｆ ｇ ４＝ ｄ ３－ ｄ ４ Ｓ ５（ ５） 烄ｄ （ ） （ ） （ ＲＹ ＋Ｒ Ｒ ＋ Ｒ － Ｒ Ｒ Ｒ ＲＬＴ） １ Ｌ Ｘ Ｌ Ｔ Ｘ Ｙ＋ １ Ｌ＋ Ｉ Ｓ （ ） （ ） （ Ｒ ＋ Ｒ Ｒ ＋ Ｒ ＋ Ｒ Ｒ ＋ Ｒ ＋ Ｒ ＋Ｆ Ｙ １ Ｌ Ｘ Ｌ Ｔ Ｘ Ｙ １ Ｌ Ｌ Ｔ） 烅 ２ （ （ Ｆ＝ ＲＹ ＋Ｒ１Ｌ） ＲＹ ＋Ｒ１Ｌ ＋ＲＬＴ ） Ｒ２Ｌ 烆 ＲＬＴ （ ） １ ３ （ ， ， ） Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｜ ｜＝ ｆ ｄ １ ２＝ ｄ １－ ｄ ２ Ｓ ６ Ｒ １ Ｌ Ｒ ２ Ｌ ｇ ６ ＝ Ｉ Ｉ Ｉ ＲＬＴ ｜ ｜ Ｓ－ ｄ ３－ ｄ ４ ２ ２ Ｒ１Ｌ ＋ＲＬＴ －Ｒ１Ｌ ｋ 令 Ｒ２Ｌ ≈０， 可得 Ｉ Ｉ Ｉ Ｉ ｜ ｜＝ ｄ ３ ４＝ ｄ ３－ ｄ ４ Ｓ
（
）
（ ） ４
— ７ ８ —
· 研制与开发 · 成敬周 ， 等 直流输电共用接地极线方式的保护特性
由电路可得 ：
Ｒ２Ｌ Ｉ Ｉ ｜ ｜ ｄ ３－ ｄ ４ Ｉ Ｉ Ｉ ＝ ｜ ｜＝ ｄ １ ２＝ ｄ １－ ｄ ２ Ｒ１Ｌ Ｉ Ｒ１Ｌ ， Ｒ２Ｌ ， ｆ ｇ Ｓ ４（ ４）
（ ） ５
少 。 本文以共用接地极线工程应用困难点之一的保 护设计方法作为研 究 对 象 ， 根据共用接地极的各直 流系统相互影响特性 ， 对接地极线接地 、 断线等常见 故障进行分析 ， 得出 保 护 动 作 特 性 并 对 电 流 不 平 衡 保护进行改进 ， 以满足相应的功能要求 。
２ 共用接地极系统模型及相关保护配置
／ ／ ／ 因为 Ｉ ｋ ＜ ０， Ｉ ｋ ＜ ０， Ｉ ＲＭ ＜ ｄ ３ ４ ｄ １ ２ ｄ ３ ４ ， ， 故随着 和 的增大 各系统接地极不平衡电流 ０ ｋ ＲＭ 均减小 。 这也可从电路对称性获得 ， 当 ｋ 和 Ｒ Ｍ 增大 时， 接地极电路结构趋于对称 ， 不平衡电流减少 。 在分析系统 ２ 中性母线电压 Ｕ２ 时 ， 对电路进行 简化 ， 忽略 Ｒ１Ｌ ， 可得 ： （ ／ ／ （ ） Ｕ２ ＝ Ｉ ＲＸ ＋ＲＡ ） ＲＬＴ ＋ＲＢ） ＋ＲＣ ＋０ ． ５ Ｒ２Ｌ）（ ６ Ｓ（ ＲＹＲＭ 烄 ＲＡ ＝ ＲＧ ＋ＲＹ ＋ＲＭ
图 ２ 直流系统电路 Ｆ ｉ ． ２ Ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｏ ｆ Ｈ Ｖ Ｄ Ｃ ｓ ｓ ｔ ｅ ｍ ｇ ｙ
以逆变侧共用接地极为例 ， 接地极电流为 ： （ ） Ｉ Ｉ １ Ｇ ＝Ｉ Ｇ １＋ Ｇ ２ ， ， 当２个 系 统 均 双 极 对 称 运 行 时 Ｉ Ｇ ＝０ ＵＩ ｄ Ｎ １＝ 。 （ 当一个直流系统单极运行 设系统 为单 ＵＩ ２ ｄ Ｎ ２ ＝０ 极大地返回方式 ） 时， 有
（
）
图 ３ 故障等效电路 Ｆ ｉ ． ３ Ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｅ ｕ ｉ ｖ ａ ｌ ｅ ｎ ｔ ｃ ｉ ｒ ｃ ｕ ｉ ｔ ｓ ｇ ｑ
母线电压偏移 ； 接地 极 各 自 引 线 对 称 使 引 线 间 无 差 接地极故障对各 电流 。 各直流系统 均 双 极 运 行 时 ， 系统影响小 ； 当一个及以上系统为单极运行时 ， 相互 影响变大 。 工程中 ， 共用接地极的各系统中一般只 允许一个 系 统 长 时 间 采 用 单 极 非 金 属 返 回 方 式 运 行， 因此本文主要以 不 平 衡 运 行 方 式 中 单 个 系 统 采 用单极大地返回方 式 ， 其余系统采用双极运行方式 （ 包括平衡和不平衡方式 ） 这种最常见的运行模式作 为分析的典型工况 。 本文假设系统 ２ 为单极大地回 线方式 ， 系统 １ 为双极运行方式 。 接地极的各类保护根据运行方式变化会有不同 ６］ 。 过电压保护及电流不平衡保护在共 的动作策略 ［ 接地极线模式时 ， 因其接线形式较复杂 ， 保护也会较 本文将进行重点分析 。 复杂 ，
若２个 或 多 个 直 流 系 统 能 采 用 共 用 接 址要求较高 ， ２］ ， 。共用接地极在工程中 地极 将具有 较 好 的 前 景 ［
］ ３ ４ － ， 已有应用 ［ 云南 — 广东与贵州 — 广东 Ⅱ 回直流系 统的接地极采用了共用接地极极体方式 。 如共用接
地极在选用共用接 地 极 极 体 基 础 上 ， 接地极引线也 ５］ 采用部分共用 ， 将使工程优势更明显 ， 但因可靠性 ［ 和保护设计两大问题 ， 该方式一直未应用于工程 。 道
不失一般性 ， 设共用接地极的直流系统为 ２ 个 ， 一次接线如图 ２ 所示 。 多个系统共用接地极时也可 采用本文类似分析方法 。 图 ２ 中 ： Ｋ １至 Ｋ ５为开关 ； （ 设备 ＲＧ 为接 地 极 共 用 部 分 的 电 阻 第 １ 种 和 第 ２ 种模式只计入接地 极 体 部 分 ， 第３种模式还应计入 ； 共用接地 极 引 线 部 分 ） ＵＩ ｄ Ｎ １ 和 ＵＩ ｄ Ｎ ２为系统 １ 的 中 ； 性母线电压 （ 下 文 用 Ｕ１ 表 示 ） ＵＩ ｄ Ｎ ３ 和 ＵＩ ｄ Ｎ ４为系统 ； 下 文 用 Ｕ２ 表 示 ） ２ 的中性母 线 电 压 （ Ｉ Ｉ Ｇ， Ｇ １ 和Ｉ Ｇ ２ 分别为共用接地极处 、 系统１和系统２的接地极引 线电流 ； Ｉ Ｉ ｄ １ 和Ｉ ｄ ２ 为系统 １ 接 地 极 单 引 线 电 流 ； ｄ ３和 。 为系统 接地极单引线电流 Ｉ ２ ｄ ４ — ７ ７ —
第３ ６ 卷 第 １ ４期 ２ ０ １ ２年７月２ ５日
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ６ Ｎ ｏ ． １ ４ Ｊ ｕ ｌ ２ ５， ２ ０ １ ２ ｙ
： ／ Ｄ Ｏ Ｉ １ ０． ３ ９ ６ ９ １ ０ ２ ６． ２ ０ １ ２． １ ４． ０ １ ５ ． ｉ ｓ ｓ ｎ． １ ０ ０ ０ － ｊ
直流输电共用接地极线方式的保护特性
假设在各自区内故障点相对于图 １ 中分区点的 ， 距离比例为 ｋ（ 该 部 分 的 电 阻 为 ＲＸ ， 在各 ０＜ ｋ＜１） 自区内剩余电阻为 ＲＹ 。
ＲＸ 和 ＲＹ 分别为 ：