多个特高压直流系统共用接地极的研究
高压直流输电共用接地极电气接线研究
ｄｓｏ ｎｃｏ ｗｔｈ ｓａｅｓｌｃｅ ｙｔｅｒａ ｃｎ ｉｏｓｏ ｈ ｒｊｃ．ｎ ｔｅｅｄ Ｍｅｓｇｅｔ ｎ ｏ ｅｌ ｅｃｅｋｉ ｏｔｉｅ ｙｃｌ ｌｔｉ ｅ ｉ ｎ ｅｔ ｓ ｉ ｅ ｒ ｅ ｔｄｂ ｅｌ ｏｄｔ ｎ ｔｅｐｏｅｔ Ｉ ｈ ｎ ， ｕ ｇｓｏ ｔ ｉ ｈ ｃ ｓ ｂａ ｄｂ ａｃ ａｒ ｔ ｃ ｒ ｃ ｅ ｈ ｉ ｆ ｉ ｆ ｈ ｎ ｎ ｕ ｉｇ ｈ
的 作用 。 用 接地 极 同 时 与两 个 （ 以上 ） 流 站 相 连 ， 独 立 接 地极 接 共 或 换 和
Ｕ＝ １ ５ ０５ １６ ．（） ３ ２ ｘ ．＝ ５ ２５ｖ 对 于共 用 接 地 极 的 系 统 ， 当对 一 回 接 地 极 线 路 进 行 检 修 时 ， 须 必 线 区别 较 大 ， 文 主 要 讨 论 的 是 共 用 接 地极 的具 体 的接 线 方 式 及 设 备 本 断 开该 接 地 极 线 路 与 换 流 站 以及 共 用 接 地 极 的连 接 。 以需 在 共 用 接 所 选择 ． 以方 便 共 用 接 地 极 及 接 地 极 线 路 的 运行 和维 护 。 地 极 的接 地 极 进 线 处 装 设 开关 装 置 ． 能方 便 地 断 开 接 地 极 线 路 与 共 用 １共 用 接 地极 接 线 方 式 ．
ｅｅ ｔｏ ｎ ｔｉ ａ ｅ．Ｔ ｅ ｄｓｏ ｎ ｃｏ ｗｉ ｈ ｉ ｅ ｔｂｌ ｈ ｄ ｏ ｈ ｎ ｕ ｉｅｏ ｈ ｏ ｌｃｒｄｅｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｈ ｉｃ ｎ ｅｔｒｓ ｔ ｓ ｓａ ｉ ｅ ｎｔ ｅｉｐ ｔｌｎ ｆｔｅｃ ｍｍｏ ｏ ｎ ｉｇ ｅｅ ｔｏ ｅ ｈ ｙ ｅ ｄ ｐ ｒｍｅｅｓｏ ｈ ｃ ｓ ｎ ｇ ｕ ｄｎ ｌｈｒ ｄ ．Ｔ ｅ ｔｐ ｓａ ａａ ｔｒ ｆｔｅ ｒ ｎ
科技信息
高压直流输电系统共用接地极运行特性分析
高压直流输电系统共用接地极运行特性分析发布时间：2021-04-15T16:13:22.533Z 来源：《当代电力文化》2020年32期作者：靳生鹏[导读] 在高压直流输电系统的组成中，接地极是其中的重要部件之一，靳生鹏国网青海省电力公司检修公司青海格尔木816000摘要：在高压直流输电系统的组成中，接地极是其中的重要部件之一，主要是由相关的接地极线路、隔离开关、检测设备、以及相应的馈电线缆等部分共同构成，从而能够为系统提供通路。
本文首先针对高压直流输电系统共用接地极运行方式进行阐述，然后分析高压直流输电系统共用接地极的相关影响，主要包括对A系统双极平衡运行的影响、对A系统单极大地回线运行的影响、共用接地极对系统开环控制系统的影响、共用接地极对环境的影响以及共用接地极方案的评价工作。
旨在能够更好地对高压直流电系统中的共用接地极运行的特性进行有效分析，从而能够更好地实现高压直流输电系统的运行安全。
关键词：高压直流电系统；共用接地极；运行特性引言：在我国进行高压直流输电系统的建设主要是为了能够更好地实现新能源的长距离运输，而此种系统主要是建立在地形比较复杂、气候比较恶劣的山地之中，因此在进行共用接地极的选址工作中具有一定的困难。
为了更加有效地实现共用接地极的建设，我们需要对其运行特性进行分析，从而明确相关影响，有利于实现共用接地极的建设工作。
1 高压直流输电系统共用接地极运行方式概述1.1有电流流过的运行方式高压直流输电系统在进行有电流流过的接地极运行工作时，两个系统都需要在双极不平衡的模式下进行运行，或者是单极大地回线模式下进行运行。
除此之外，以上两种运行模式也可以与其它模式进行混合。
如果是在双极不平衡的模式下进行运行，那么系统两极间所产生的不平衡的电流就会形成一定的通路，而这个共用接地极是有一定电流流过的，而且还会实现电流的叠加。
如果该系统在交叉极功率的运行模式中，能够让两个系统的电流所流方向相反，这样就可以在两个系统间进行电流抵消，所以这种情况下共用接地极中所流过的电流为0.如果运行模式为单极大地回线模式，那么就会利用共用接地极和两个系统结合而形成一个回路，同样在接地极中具有一个电流叠加的现象。
特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析
２２ 共 用 接 地 极 设 计 ．
为 ６４ ７５Ａ。 该 电 流 持 续 时 间 一 般 为 ３ ０ｓ ３ ． —１
（ ） 大 允 许 跨 步 电 压 和 最 大 允 许 温 升 最 大 允 ４最
许 跨 步 电 压 和 最 大 允 许 温 升 可 按 文 献 ［ ］ 『 ］ 绍 １ 、３ 介 的 方 法 进 行 计 算 。 计 算 最 大 允 许 跨 步 电 压 的 入 地 电
况 下 ， 统各 部 分 的过 电压 、 电流 峰 值变 化 很 小 ， 系 过 大 部 分 在 １ 少 ％ ５ 统 单 独 双 极 运 行 时 中性 点 电 位 升 高 很 小 ．故 共 用 之
全 。该方 案满 足前述 接 地极参 数设 计要 求 。 表 １ 鱼龙 岭 极 址 大 地等 值 电性 分 层 及 其 参 数
图 １ 直 流 输 电 系 统 共 用 接地 极 模 式
Ｆｇ １ Ｔｈ ｄ ｆｗｏＨＶＤＣ ｙ ｔｍ ｓｗｉ ｎ ｏ ｉ． ｅｍｏ ｅｏ ｔ ｓ ｓｅ ｔ ｏ ｅｃ ｍｍｏ ｈ ｎ
ｇ ｏ ｎ ｉ ｇ ｅｅ ｔｏ ｅ ｒ ｕ ｄ ｎ ｌｃ ｒ ｄ
下 换 流 中 性 点 直 流 电 压 幅 值 为 ５ Ｖ 左 右 因 此 稳 态 情 ｋ
的最 大 温 升 为 ４ ． ７２℃ ． 远 小 于 土 壤 允 许 最 高 温 度
（ ５℃ ） 不 会 因 为 接 地 极 周 围 温 升 过 高 而 影 响 安 ９ ．
特高压直流输电线路杆塔接地型式研究
非磁性，提高冲击利用系 数，耐腐蚀，抗酸碱。
生产厂家较少
易施工：可盘绕，运输方便；开挖量少，可蛇 形开挖避开岩石、树木等，回填简单，采用压 接连接，无需焊接，无需电源焊机等现场要求
参考文献： [1]《±800kV 直流架空输电线路设计规范》GB 50790-2013 [2]《电力工程高压送电线路设计手册》( 第二版 )，东北电力设计院 [3]《关于进一步规范输变电工程接地设计有关要求的通知》( 基建设 计〔2011〕222 号 ) [4]《电气工程接地用铜覆钢材料技术条件》(Q/GDW 466-2010)
土壤腐蚀性强，镀锌圆钢更换周期短的地区，镀锌圆钢的年费 用较其它新型防腐蚀材料的年费用高；随着土壤电阻率的降低，镀 锌圆钢的相对经济性变好。
4 接地装置选型建议 (1) 本工程每基杆塔均接地，接地装置推荐采用接地框加水平接 地射线的型式，接地体及接地引下线推荐采用热镀锌 Φ12 圆钢； (2) 鱼塘、苗圃、绿化带等土壤电阻率较低、不宜采用水平射线 接地方式，且接地体更换难度较大的塔位，建议选用防腐性能好的 铜覆钢或不锈钢复合材料，接地体采用方框或方框加垂直接地体的 方式；对塔位地形较陡、土壤电阻率较高、埋设长射线困难地区可 选用石墨基柔性复合接地体；采用铜覆钢接地的塔位，可配合采用 复合防护引下线作为接地引下线材料，降低偷盗概率。实际使用过 程中，需根据塔位地形、地质、交通条件等综合判断，选取合适的 接地装置。 结束语： 根 据 电 网 故 障 分 类 统 计 显 示， 在 超 高 压 交 流 输 电 线 路 由 于 雷 击 引 起 的 跳 闸 占 40%~70%。 本 文 结 合 内 蒙 古 扎 鲁 特 — 山 东 青 州 ±800kV 特高压直流输电线路工程设计，论述了特高压杆塔接地型式 的选择原则和新型接地型式的应用研究。
高压直流共用接地极运行故障风险分析及监控措施
高压直流共用接地极运行故障风险分析及监控措施为了节省占地面积及工程造价，高压直流工程在受端常采用共用接地极运行的方式。
本文以昆柳龙直流、牛从甲乙直流、新东直流共用接地接为例，分析多回直流共用接地极运行故障的主要风险，提出具体监控措施，对后续共用接地极的建设、运行有一定的借鉴意义。
标签：共用接地极、运行故障、风险分析一、共用接地极运行的基本情况昆柳龙、牛从双回、新东直流受端建有2个垂直接地极和1个深井接地极，形成多回高压直流共用接地极运行的情况。
共用接地极接线示意图如下：根据运行方式安排，新东直流东方换流站独立使用深井接地极运行，昆柳龙直流龙门换流站、牛从甲乙直流从西换流站共用两个垂直接地极运行。
按照《高压直流输电大地返回系统设计技术规程》（DL/T 5224-2014）3.1.3节规定，根据深井接地极设计参数，考虑到接地极温升、跨步电压等因素，允许最大入地电流为3125A，运行时间不超过12h。
在深井接地极投入运行时，根据垂直接地极设计参数，考虑到接地极温升、跨步电压等因素，两个垂直接地极并联运行允许最大入地电流不超过6400A，运行时间不超过14h。
二、运行故障主要风险分析（一）接地极线路接地极线路的故障主要有接地极线路断线或短路故障，由于四回直流接地极线路（含接地极端阻断设备）均是相互独立的，接地极线路故障不会扩大影响范围。
因此，接地极线路的故障不影响其它直流运行，无运行风险。
（二）互联线路当互联线路发生断线或短路故障时，若直流单极大地运行出现入地电流，一方面可能导致垂直接地极分流不均衡，存在接地导流极过热的风险，另一方面可能出现短路点跨步电势超标问题，存在人员触电的风险。
为了尽快隔离互联线路，需将昆柳龙直流、牛从直流转为单极金属回线运行或停运，存在直流线路单极非计划停运的运行风险。
（三）接地极接地极故障主要有导流电缆断线、极环停运（损坏）两种情况。
若接地极多组馈线电缆故障或多段电极停运（设计允许1根电缆断线或1段电极停运），则接地极额定电流运行时存在过流的风险。
直流系统共用的接地极检修运行分析_1
直流系统共用的接地极检修运行分析发布时间：2021-05-14T12:58:38.023Z 来源：《当代电力文化》2021年第4期作者：李元生李果烽[导读] 接地极是高压直流输电的重要组成部分李元生李果烽内蒙古东部电力有限公司检修分公司±800千伏扎鲁特换流站内蒙古通辽市 028000摘要：接地极是高压直流输电的重要组成部分，其主要设备包括接地极电路、避雷器、隔离开关、汇流管母、馈电电缆、接地极体、监测设备等。
直流输电系统在单极大地回路上运行时，会通过接地极与大地形成回路，直流电流会通过接地极流入大地，因此接地极在直流输电系统中起着重要作用。
关键词：直流输电；运行方式；接地极线路检修；直流电流分布；针对共用接地极的高压输电系统在运行和检修过程中存在的问题，根据理论分析进行电流分布计算并分析了其影响因素，结果表明：接地极线路分流电流主要受共用接地极电阻、检修接地极线路电阻、检修接地位置及土壤状况等影响；另外，检修的接地极线路分流电流会进入换流站，可能会对换流变的直流偏磁产生影响，严重时会导致换流变饱和保护动作闭锁直流系统。
一、概述随着特高压直流输电快速发展以及未来电网中直流电网的发展，直流输电中接地极的数量会大幅增加。
一般为了减小直流单极大地回线入地电流对换流站设备、电网中变压器以及其他设施影响，需要将接地极引至距离换流站几十公里甚至上百公里的偏远位置，所以直流输电接地极的选址受限于诸多因素，比如地形、土壤状况等。
从目前我国直流输电系统的分布来看，直流输电系统送端多位于山区，特别是在西南地区，地质条件恶劣；而受端均处于繁华地带，人口居住密集，这将给接地极选址造成困难。
所以，随着直流输电的增多，多条直流共用接地极将是解决接地极址选取困难的有效措施。
然而，多个高压直流输电系统共用接地极，虽然能解决接地极址选址困难问题，但是其在运行方式、检修安排等方面造成了许多不便，特别是共用接地极的任一直流输电系统在进行接地极线路检修时，可能会有电流经过安全接地流过检修的接地极线路进入换流站，对检修人员、设备以及换流变压器直流偏磁等造成危害。
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。
共用接地极对直流控制系统的影响研究
关键 词 ：高 压 直 流 输 电 ；共 用 接 地 极 ：控 制 系 统 ：协 调 控制
中 图分 类 号 ：Ｔ Ｍ７ ２ １ ． １ 文 献标 志码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１ ０ ０ ４ — ９ ６ ４ ９（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ０ ５ ４ — ０ ４
用 接 地 极 的 影 响 系 统 地 进 行 了 分 析 计 算
１ 工程 背景
溪 洛 渡 右 岸 电 站 送 电 广 东 直 流 输 电 工 程 采 用 ２回 ± ５ ０ ０ ｋ Ｖ 直 流 同 塔 并 架 输 电 方 式 ．额 定 输 电 容
图 １ 溪 洛 渡 直 流 输 电 程 直 流 系统 文 依 据 溪 洛 渡 直 流 工 程 设 计 参 数 ． 从 理 论 上 对 共
Ｐ ｏ ｓ Ｐ ｌ — Ｉ回直 流正极；Ｎ ｅ ｇ Ｐ １ 一 Ｉ 回直流负极 ；Ｐ ０ ｓ Ｐ ２ 一Ｉ Ｉ 回直流 正 极 ；Ｎ ｅ ｇ Ｐ ２ －Ｉ ［ 回直 流 负极 ；Ｌ Ｐ Ｐ １ 一 Ｉ回 直 流 正 极 线 路 ； Ｌ Ｎ Ｐ １ 一 Ｉ 回直流负极线 路：Ｌ Ｐ Ｐ ２ 一Ｉ Ｉ 回直流正极线路 ：Ｌ Ｎ Ｐ ２ 一Ｉ Ｉ 回直流 负极线路；Ｈ ｓ Ｎ Ｂ ｓ ～直流侧 高速中性母线 开关；Ｈ ｓ Ｇ ｓ 一快 速接地开关 ；ＭＲ Ｔ ｌ Ｂ 一金属 回线转移开关 ：ＭＲ 一 金属 回线开关
￣
熄 弧 角 控 制 、直 流
、
电 流 控 制 、直 流 电 压 控 制 、不 平 衡 电 流 控 制
有
ｊ， Ｉ ） ＋（ ／ ｆ
（ ３）
接 地 极 设 计 参 数 等 角 度 进 行 论 证 。 一 直 以 来 ． 关
特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析
特高压和高压直流输电系统共用接地极模式分析摘要：随着直流输电技术的广泛应用，我国特高压直流输电工程越来越多应用于大型水电站外送。
由于特高压直流输电输送容量大，系统直流电流也越来越大，其接地极的设计越来越困难。
随着极址资源的日益稀缺，多回直流系统共用接地极设计越来越成为直流系统接地极设计的发展趋势。
关键词：特高压直流；直流输电；共用接地极1工程概况A高压直流输电工程长度约1500km，额定电压±800kV，双极输送容量5000MW，额定电流3125A，最大允许长期运行电流按1.1倍额定电流、暂时过电流按1.4倍额定电流考虑。
B高压直流输电工程长度约1250km，额定电压±500kV，双极输送容量3000MW，额定电流3000A，最大允许长期运行电流按1.1倍额定电流、暂时过电流按1.5倍额定电流考虑。
2 共用接地极模式分析2.1共用接地极参数选择接地极的设计原则主要包括4方面内容：必须满足系统条件；符合使用寿命要求，在规定的运行年限内不应出现故障；符合最大允许跨步电压的限制要求；符合土壤最大允许温升的限制要求。
除此之外，还须满足如下要求：（1）系统运行方式。
共用接地极既要满足任一单回直流系统单极大地回路运行要求，又要满足2回直流系统同时同极性单极大地回路运行要求。
（2）使用寿命。
共用接地极运行寿命根据不更换（一次性）型式设计，其运行寿命与直流系统相同。
馈电材料溶解——电腐蚀是影响共用接地极使用寿命的主要因素。
对直流系统运行状态分析并留有一定裕度后确定共用接地极设计运行寿命为35a。
共用接地极性能要求如表1所示。
（3）入地电流。
①额定电流。
额定电流取1个直流系统以单极大地回路方式运行时的电流与其他双极系统正常运行时的不平衡电流之和。
②过负荷电流（1.2pu）。
允许1个直流系统以单极大地返回方式过负荷运行，过负荷电流不小于阀片最大过负荷电流。
③暂态电流（1.5pu）。
考虑1个直流系统以单极大地回线方式运行，其他直流系统双极正常运行。
并联多端直流输电金属回线站内接地故障隔离策略研究
电工电气 (202 No.2)产品与应用作者简介：李广宇(1978— )，男，工程师，硕士，从事直流输电控制保护系统的研究开发工作；甘宗跃(1981— )，男，高级工程师，硕士，从事高压直流工程建设技术管理工作； 杨建明(1985— )，男，工程师，硕士，从事直流输电控制保护系统的研究开发工作； 彭茂兰(1991— )，女，工程师，硕士，从事柔性直流输电工程设计及试验技术研究工作。
李广宇1，甘宗跃2，杨建明1，彭茂兰2(1 南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102；2 中国南方电网超高压输电公司，广东 广州 510670)摘 要：结合乌东德并联三端特高压直流输电工程实例，分析了针对金属回线站内接地故障所配置的极保护逻辑，基于这些保护逻辑，研究了并联多端直流系统在发生金属回线站内接地故障后，在两端、三端运行方式下，针对不同换流站所需要采用的故障隔离策略，并据此提出了N 端运行方式的故障隔离策略。
通过仿真试验测试，该策略在正确隔离故障的同时，可以最大程度地减少停运换流站的数量，从而保持系统尽可能多的功率传输。
关键词：并联多端直流输电；金属回线；极保护；故障隔离策略中图分类号：TM773 文献标识码：A 文章编号：1007-3175(2021)02-0034-06Abstract: Based on the Wudongde parallel three-terminal UHVDC transmission project, this paper analyzes the pole protection logic for station grounding fault in metallic return. Based on these protection logics, the fault isolation strategy for parallel multi-terminal DC system in two-terminal or three-terminal operation mode is analyzed after station grounding fault occurs in metallic return, and the fault isola-tion strategy for N -terminal operation mode is proposed accordingly.Through the simulation test, this strategy can minimize the number of stopped stations while correctly isolating faults, so as to maintain the system power transmission as much as possible. Key words: parallel multi-terminal HVDC transmission; metallic return; pole protection; fault isolation strategyLI Guang-yu , GAN Zong-yue 2, YANG Jian-ming , PENG Mao-lan 2（ NR Electric Co., Ltd, Nanjing 2 02, China ;2 China Southern Power Grid EHV Power Transmission Company, Guangzhou 0 70, China ）Research on Station Grounding Fault Isolation Strategy in Metallic ReturnMode of Parallel Multi-Terminal HVDC Transmission并联多端直流输电金属回线站内接地故障隔离策略研究0 引言当两端直流输电系统处于金属回线运行方式时，任一端换流站退出运行后，另一站也会相应退出运行，功率传输就会停止。
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第31 卷第10期电网技术Vol. 31 No. 102007年5月Power System Technology May 2007文章编号：1000-3673（2007）10-0022-06 中图分类号：TM712 文献标识码：A 学科代码：470·4054 多个特高压直流系统共用接地极的研究朱艺颖（中国电力科学研究院，北京市海淀区100085）Study on Sharing Earth Electrode by Rectifiers or Inverters of Some UHVDC SystemsZHU Yi-ying（China Electric Power Research Institute，Haidian District，Beijing 100085，China）ABSTRACT: Sharing earth electrode by three UHVDCsystem rectifiers or inverters are studied respectively byelectromagnetic transient analysis software EMTP-RV basedon the main parameters of ±800kV HVDC project fromXiangjiaba to Nanhui. This paper analyzes the differentoperation modes of the UHVDC system sharing earth electrodefrom the aspect of power system stable operation. The meritsand demerits of sharing earth electrode are summarized indetail. The feasible suggestions for the corresponding controland protection of UHVDC system sharing earth electrode areput forward. The simulation results show that the scheme ofsharing earth electrode is feasible. However, the resistors ofboth the earth electrode and earth electrode line should berestricted within a certain range. In addition, there are verystrict requirements for choosing the position to bury the earthelectrode and designing the shared earth electrode itself.KEY WORDS: control and protection；earth electrode；operation mode；UHVDC摘要：根据向家坝－南汇±800 kV 直流输电工程的具体参数，利用电磁暂态计算软件EMTP-RV 对3 个特高压直流输电系统送端及受端分别采用共用接地极方案进行详细的仿真研究，从系统稳态运行角度进行了深入透彻地分析，对该方案的优缺点进行了详细总结，并对该方案下各直流输电控制系统的协调控制提出了可行性建议。
仿真结果表明，多个直流共用接地极的方案是可行的，但应该限制接地极接地电阻和引线电阻在一定范围，另外对接地极址的选择和共用接地极本体设计也有较高要求。
关键词：控制保护；接地极；运行方式；特高压直流0 引言国家电网公司计划建设3条±800kV直流输电线路从溪洛渡和向家坝水电站送出电力，建设1 条±800kV直流输电线路从锦屏电站送出电力[1]。
4 条直流线路的送端均处山区，相互之间的距离又很近，而受端均处繁华地带，人口居住密度很高，这就对接地极的选址造成了极大的困难，多个直流系统共用接地极的方案就是基于这种情况提出的。
由于±800 kV 直流输电工程的双极额定输送功率为6 400MW，额定直流电流为4 000A，比±500kV 直流输电工程的额定电流增加了1 000A，如果采用共用接地极的方案，流过接地极的电流可能会更大，因此对接地极的设计提出了非常高的要求，也对共用接地极的直流系统联合运行方式提出了特殊要求[2]。
当共用接地极的直流系统采用双极平衡运行方式或金属回线运行方式时，流过接地极的直流电流几乎为零，采用共用接地极对系统稳态运行没有任何影响，但当其中一个直流系统发生某些故障(如直流线路接地短路故障)时，采用共用接地极就会对非故障系统产生一定的影响。
当共用接地极的直流系统中采用单极大地或双极不平衡运行方式时，电流流经接地极，造成直流系统中性点电压偏移，偏移量的大小与单极大地回线输送容量、双极功率不平衡量和接地极的接地电阻等相关，因此在这种情况下采用共用接地极方案不仅当其中一个直流系统发生某些故障时对非故障系统产生一定的影响，对直流系统稳态运行也会产生影响。
需要建立详细的仿真模型，对这些影响进行计算分析，并寻找解决的措施。
本文按照3 个±800 kV 直流输电系统送端和受端分别共用接地极的方案，利用向家坝到南汇±800 kV 直流工程的具体参数，采用电磁暂态计算软件EMTP-RV 研究共用接地极对直流系统稳态运行的影响，并从多角度对共用接地极方案进行初步分析。
PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 试用版本创建 第31卷第10期电网技术231 3 个直流系统共用接地极的各种运行方式分析1.1 3个直流系统送端共用一个接地极从共用接地极对直流系统的影响来说，单极大地回线运行方式与双极不平衡运行方式从本质上讲应该是相同的，因此下面只考虑单极大地回线运行方式[3]。
可有以下几种运行方式：（1）3 个直流系统均双极平衡运行。
这种运行方式下，每个直流系统的中性线上几乎都没有电流流过，接地极此时也几乎没有电流流过，它的主要作用是保证中性线电压为零。
这是直流系统最常见的运行方式，对共用接地极无特殊要求。
（2）3 个直流系统中有采用单极金属回线运行方式的直流系统。
单极金属回线运行方式要求送端不与接地极连接，因此对共用接地极无特殊要求。
（3）一个直流系统单极大地回线运行，其他2个直流系统均双极平衡或单极金属回线运行。
（4）2 个直流系统单极同极性大地回线运行，另一个直流系统双极平衡或单极金属回线运行。
（5）2个直流系统单极不同极性大地回线运行，另一个直流系统双极平衡或单极金属回线运行。
（6）3 个直流系统采用单极不同极性大地回线运行。
以上 3 种运行条件下，流过接地极的电流为采用单极大地回线运行的直流系统电流的矢量和。
对送端来说，如果该极为正极，接地极的电流方向为从大地流出，可以认为接地极的地电位为负值，这就意味着3 个直流系统送端的中性点电压(U n)也为负值；如果单极大地回线运行的极为负极，接地极的电流方向为流入大地，可以认为接地极的地电位为正值，这就意味着3 个直流系统的中性点电压(U n) 也为正值。
（7）3 个直流系统采用单极同极性大地回线运行。
这种运行条件下，当3 个直流系统均输送额定功率时，流过接地极的电流为直流系统的电流之合，可以达到3 pu以上。
考虑出现这样运行方式的概率非常小，本文将不予考虑。
1.2 3个直流系统受端共用一个接地极3 个直流系统受端共用一个接地极的运行方式与送端几乎相同，需要注意的是在单极金属回线运行方式下受端要求与接地极连接，但由于在此运行方式下接地极中并不流入电流，接地极只是起到直流系统电压箝位的作用，因此在该种运行方式下直流系统的稳态运行对受端共用接地极没有特殊要求。
当共用接地极的直流系统中有采用单极大地回线运行方式的系统时，对受端来说如果单极大地回线运行的极为负极，接地极的电流方向为流入大地，可以认为接地极的地电位为正值，这就意味着3 个直流系统的受端中性点电压(U n)也为正值；如果单极大地回线运行的极为负极，接地极的电流方向从大地流出，可以认为接地极的地电位为负值，这就意味着3 个直流系统的受端中性点电压(U n)也为负值。
对于3个直流系统采用单极同极性大地回线运行方式，与送端共用一个接地极的情况相同，本文将不予考虑。
2 共用接地极对直流系统稳态运行的影响2.1 送端共用接地极对直流系统稳态运行的影响送端共用接地极对直流系统最直接的影响就是当直流系统采用以下几种运行方式时，整流侧中性点的电压会产生一定的偏移。
这些运行方式为：（1）单个直流系统采用正极或负极大地回线运行方式或双极不平衡运行方式时，其他2个直流系统采用双极平衡或单极金属回线运行方式。
（2）2 个直流系统采用正极或负极大地回线运行方式或双极不平衡运行方式时，另一个直流系统采用双极平衡或单极金属回线方式运行。
（3）3 个直流系统采用单极不同极性大地回线运行方式或双极不平衡运行方式。
图 1 为一个直流系统单极正极大地回线运行，其他2 个直流系统双极平衡运行时，双极平衡系统简化电路图。
在特高压直流输电系统中，2个12 脉动的阀桥被串连起来作为一个极的整流或逆变侧。
图中U11、U12、U21和U22分别表示正极和负极整流侧及逆变侧24 脉动阀体两侧的电压，即直流线路到中性点之间的电压。
R e1和R e2分别代表整流侧和逆变侧接地极电阻，I d 代表直流电流，R dl 代表直流线路电阻。
通常情况下直流系统的整流侧采用定电流或定功率控制方式，逆变侧采用定电压或定关断角控制方式，即U21+I d R dl=800kV，U22+I d R dl= -800kV。
整流侧定电流或定功率控制将调节直流电流I d1=I d2=I d_order，因此I d1 和I d2刚好大小相等方向相反，可以认为没有电流流过R e1 和R e2[4-6]。
从图中PDF 文件使用"pdfFactory Pro" 试用版本创建 24 朱艺颖：多个特高压直流系统共用接地极的研究Vol. 31 No. 10可看出，U21+I d R dl=U11+U n=800 kV ，U22+I d R dl=U12+U n=-800 kV。
当U n为负时(单极正极大地回线运行)，U11将大于800kV，而U12将大于-800kV；当U n为正时(单极负极大地回线运行)，U11将小于800kV，而U12将小于-800kV。