直流接地极线路故障暂态行波传播特性分析

doi:10.11930.2015.3.88

中国电力 ›› 2015, Vol. 48 ›› Issue (3): 88-93.DOI: 10.11930.2015.3.88

直流接地极线路故障暂态行波传播特性分析

张怿宁¹，王彩芝²，陈平³，李京³

1. 中国南方电网超高压输电公司检修试验中心，广东广州 510663；
2. 国网滨州供电分公司，山东滨州 256600；
3. 山东理工大学智能电网研究中心，山东淄博 255049

收稿日期:2014-11-29 出版日期:2015-03-25 发布日期:2015-11-27
作者简介:张怿宁（1973—），男，内蒙古赤峰人，高级工程师（教授级），工学博士，从事超高压交直流输电系统自动化、故障测距、继电保护与控制的研究、仿真和检修工作。E-mail: 286285430@qq.com

Analysis of Propagation Characteristics of Transient Traveling Waves in HVDC Grounding Electrode Line Faults

ZHANG Yining¹, WANG Caizhi², CHEN Ping³, LI Jing³

1. M&T Center, CSG EHV Power Transmission Company, Guangzhou 510633, China;
2. Binzhou Power Supply Corporation,Binzhou 256600, China;
2. Smart Grid Research Center, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China

Received:2014-11-29 Online:2015-03-25 Published:2015-11-27

摘要/Abstract

摘要： 高压直流输电系统接地极线路由于铺设的特殊性与复杂性，较易出现故障。介绍了接地极线路故障初始行波的产生机理，对接地极线路发生单线接地、两线短路和两线短路接地3种故障时的故障初始行波模量及其在直流中性母线端和接地极处的传播特性进行了详细的分析。以PSCAD/EMTDC为电磁暂态仿真分析平台，建立高压直流输电系统模型，通过高压直流输电系统单极大地回线模式下的接地极线路故障进行了仿真验证，仿真结果表明了分析的正确性。接地极线路故障暂态行波的传播特性分析为利用暂态行波实现接地极线路故障测距奠定理论基础。

关键词: 高压直流输电系统, 接地极线路, 暂态行波, 特性分析, PSCAD/EMTDC

Abstract: HVDC grounding electrode line faults tend to happen due to the specificity and complexity of line laying. In this paper, the mechanism of the traveling wave initiated by the grounding fault is introduced. Then the detailed analysis on the traveling wave modulus and the transmission characteristics in the DC neutral bus and the grounding electrode is conducted in terms of single line to ground fault, line to line fault and double line to ground fault, respectively. Based on the PSCAD/EMTDC electromagnetic transient simulation platform, the HVDC system model is established, in which the grounding fault in the single-pole grounding metal line mode is simulated and verified. The simulation results show the validity of the analysis. The analysis on the grounding fault and the propagation characteristics of the transient traveling wave can provide a theoretical foundation for grounding fault location by adopting transient traveling wave.

Key words: HVDC system, grounding line, transient travelling wave, characteristic analysis, PSCAD/EMTDC

中图分类号:

TM721.1

张怿宁，王彩芝，陈平，李京. 直流接地极线路故障暂态行波传播特性分析[J]. 中国电力, 2015, 48(3): 88-93.

ZHANG Yining, WANG Caizhi, CHEN Ping, LI Jing. Analysis of Propagation Characteristics of Transient Traveling Waves in HVDC Grounding Electrode Line Faults[J]. Electric Power, 2015, 48(3): 88-93.

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参考文献

[1] 越畹君.高压直流输电工程技术[M]. 北京：中国电力出版社，2004：122.
[2] 任志超，续建国，张一坤，等. 交直流互联系统直流地表电位简易算式[J]. 电工技术学报，2011，26（7）：256-263.
REN Zhichao, XU Jianguo, ZHANG Yikun, et al. Study of the simple formula of DC surface potential in AC-DC interconnected large power system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(7): 256-263.
[3] 宋国兵，蔡新雷，高淑萍，等. 高压直流输电线路故障定位研究综述[J]. 电力系统保护与控制，2012，10（5）：133-137.
SONG Guobing, CAI Xinlei, GAO Shuping, et al. Survey of fault location research for HVDC transmission lines[J]. Power System Protection and Control, 2012, 10(5): 133-137.
[4] 张保会，张嵩，尤敏，等. 高压直流线路单端暂态量保护研究[J]. 电力系统保护与控制，2010，38（15）：18-23.
ZHANG Baohui, ZHANG Song, YOU Min, et al. Research on transient-based protection for HVDC lines[J]. Power System Protection and Control, 2010, 38(15): 18-23.
[5] 杨光，朱韬析，魏丽君，等. 直流输电系统接地极线路故障研究[J]. 电力系统保护与控制，2009，37（21）：45－49．
YANG Guang, ZHU Taoxi, WEI Lijun, et al. Research on the faults of electrode line of HVDC transmission system in monopolar ground return operation[J]. Power System Protection and Control, 2009, 37(21): 45-49.
[6] 余江，周红阳，黄佳胤，等. 接地极线路不平衡保护的相关问题研究[J]. 南方电网技术，2008，2（3）：26-30.
YU Jiang, ZHOU Hongyang, HUANG Jiayin, et al. Discussion on issues of electrode line unbalance protection[J]. Southern Power System Technology, 2008, 2(3): 26-30.
[7] 邵震，曹小拐，汲广. 南方电网直流输电系统接地极不平衡保护动作策略分析[J]. 广东电力，2011，24（9）：23-58.
SHAO Zhen, CAO Xiaoguai, JI Guang. Analysis on action strategy of unbalance protection of earth electrode in DC transmission system of CSG[J]. Guangdong Electric Power, 2011,24(9): 23-58.
[8] 束洪春，张敏，张广斌，等. ±800 kV 直流输电线路单端行波故障定位的红绿色彩模式检测[J]. 电工技术学报，2010，25（11）：155-163.
SHU Hongmin, ZHANG Min, ZHANG Guangbin, et al. A RG color pattern detection of single-ended traveling wave fault location on ±800 kV UHVDC transmission lines[J]. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010, 25(11): 155-163.
[9] 蔡永梁，张楠，冯鸫，等. 基于行波原理直流输电系统接地极线路故障测距系统设计[J]. 南方电网技术，2011，5（2）：48-50.
CAI Yongliang, ZHANG Nan, FENG Dong, et al. Design of traveling wave based fault location system of HVDC eletrode lines [J]. Southern Power System Technology, 2011, 5(2): 48-50.
[10] 钟小垒.基于行波原理的直流输电系统接地极引线故障测距[D]. 淄博：山东理工大学.2012.
[11] 高鹏，胡铭，蔡汉生，等. 特高压直流输电系统实时闭环仿真建模[J]. 中国电力，2010，43（1）：20－24．
GAO Peng, HU Ming, CAI Hansheng, et al. Modeling studies on real-time closed-loop simulation of UHVDC transmission system[J]. Electric Power, 2010, 43(1): 20-24.
[12] 王彩芝，姜映辉，王俊江，等. 基于PSCAD/EMTDC的HVDC接地极线路故障仿真[J]. 中国电力，2014，47（2）：69－72．
WANG Caizhi, JIANG Yinghui, WANG Junjiang, et al. PSCAD/EMTDC-Based simulation research on HVDC grounding line fault[J]. Electric Power, 2014, 47(2): 69-72.

[1]	赵欣洋, 邹洪森, 杨晨, 李玉琦, 李博通, 刘思源. 基于模量反向行波的接地极线路故障类型识别与定位方法[J]. 中国电力, 2025, 58(2): 33-42.
[2]	刘向向, 张森林, 朱思乔, 马瑞. 基于灰靶理论和谱聚类的虚拟电厂多形态柔性资源聚合模型[J]. 中国电力, 2023, 56(11): 104-112.
[3]	刘涛, 吴国旸, 戴汉扬, 苏志达, 宋新立, 肖雄, 郝捷. 直流输电控制系统机电暂态模型参数校核误差评价方法[J]. 中国电力, 2022, 55(4): 123-131.
[4]	雷兴列, 程登峰, 操松元, 彭勇, 夏令志. ±1100 kV接地极线路带电作业绝缘工具最小有效绝缘长度[J]. 中国电力, 2022, 55(4): 117-122.
[5]	汪冬辉, 方芳, 吕文韬, 罗华峰, 杨涛, 戚宣威. 锁相环的动态性能及对线路保护的影响分析[J]. 中国电力, 2020, 53(3): 110-118.
[6]	乔丽, 王航, 谢剑, 郭春义. 同步调相机对分层接入特高压直流输电系统的暂态过电压抑制作用研究[J]. 中国电力, 2020, 53(3): 43-51.
[7]	曹斌, 王立强, 赵永飞, 张秀琦. 基于PSCAD/EMTDC的大规模新能源并网电磁暂态并行仿真[J]. 中国电力, 2020, 53(11): 154-161.
[8]	季亮, 张海涛, 任建铭, 杨兴武, 陶晓杰. 基于逆变型DG控制特性的微电网故障特征分析[J]. 中国电力, 2017, 50(12): 165-172.
[9]	李鹏，李徽胜，王睿，方兵华，陈丽丹. 基于PSCAD/EMTDC的低压合环电流仿真[J]. 中国电力, 2016, 49(12): 21-25.
[10]	潘姿君，徐攀腾，刘茂涛，张志朝. 云广特高压直流系统基本控制方式异常切换分析[J]. 中国电力, 2015, 48(7): 13-16.
[11]	陈成，潘峰，王灿灿，黄聪，张彤，黄静文. “D”型截面复合材料塔头输电塔结构特性研究[J]. 中国电力, 2015, 48(3): 99-102.
[12]	熊卿, 席亮, 周宝荣, 赵勇, 洪潮, 夏成军. 基于PSCAD/EMTDC的大规模交直流电网实际故障再现[J]. 中国电力, 2014, 47(9): 100-106.
[13]	吴静文, 张龙伟, 曹保江, 朱军, 吴广宁, 石超群. 特高压交流同塔双回输电线路电磁耦合分量的计算分析[J]. 中国电力, 2014, 47(6): 1-5.
[14]	吴驰，张龙伟，朱军，吴广宁，石超群，吴静文. 共走廊同塔交直流输电线路电磁耦合分量的计算分析[J]. 中国电力, 2013, 46(4): 43-47.
[15]	于弘洋, 周飞, 杨增辉. 可控移相器主电路参数设计及稳态特性分析[J]. 中国电力, 2013, 46(11): 36-41.

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