Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line

Xiaopeng LI; Yi ZHUANG; Jiping LU; Yufei TENG; Shilong LI; Yonggan XU

doi:10.7500/AEPS20191025008

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Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line

Special Topic on Technology of protection and control for AC/DC hybrid power grid | 更新时间：2025-06-16

- Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line
- Automation of Electric Power Systems Vol. 44, Issue 22, Pages: 70-77(2020)
- 作者机构：
  
  1.国网四川省电力公司电力科学研究院，四川省成都市 610072
  2.输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室（重庆大学），重庆市 400044
- 作者简介：
- 基金信息：
  
  National Natural Science Foundation of China
- DOI：10.7500/AEPS20191025008
  CLC：
- Received：25 October 2019，
  
  Revised：2020-02-23，
  
  Published Online：06 November 2020，
  
  Published：25 November 2020
- 稿件说明：
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李小鹏,庄祎,卢继平等.UHVDC接地极线路短路阻抗特性及阻抗监视系统死区研究[J].电力系统自动化,2020,44(22):70-77.

LI Xiaopeng,ZHUANG Yi,LU Jiping,et al.Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):70-77.
李小鹏,庄祎,卢继平等.UHVDC接地极线路短路阻抗特性及阻抗监视系统死区研究[J].电力系统自动化,2020,44(22):70-77. DOI： 10.7500/AEPS20191025008.

LI Xiaopeng,ZHUANG Yi,LU Jiping,et al.Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line[J].Automation of Electric Power Systems,2020,44(22):70-77. DOI： 10.7500/AEPS20191025008.

摘要

针对现有特高压直流接地极线路阻抗监视系统（简称阻抗监视系统）存在的拒动问题，从理论上推导了接地极线路在不同短路故障条件下的故障阻抗表达式，并验证了理论推导的正确性。在获得故障阻抗表达式的基础上，考虑不同过渡电阻、故障距离和接地极线路长度的影响，研究了接地极线路故障阻抗和正常运行时阻抗的差异规律，分析了阻抗监视系统在不同故障条件下的适应性，阐述了阻抗监视系统的拒动机理。研究结果表明，现有阻抗监视系统存在保护死区，难以正确反映高阻、远距离故障，特别是当接地极线路的长度为注入信号线模半波长的整数倍时，若单回线故障距离为注入信号四分之一线模波长的奇数倍时，阻抗监视系统将发生拒动。

Abstract

Aiming at the problem of failing to operate of the existing ultra-high voltage direct current (UHVDC) grounding electrode line impedance supervision (ELIS for short) system

the fault impedance expression under different short-circuit fault conditions of the grounding electrode line is theoretically derived

and the correctness of the theoretical derivation is verified as well. Based on the fault impedance expression

taking the effects of different transition resistances

fault distances and grounding line lengths into account

the law of impedance differences between fault impedance and the normal operation impedance of the grounding electrode line is studied. The adaptability of ELIS system is also analyzed under different fault conditions

and the mechanism of failing to operate of ELIS system is explained. The research results show that the existing ELIS system has a protection dead zone

and it is difficult to correctly detect the faults with high resistance and long distance. In particular

while the length of the grounding electrode line is an integer multiple of the half wavelength for the injected signal in aerial mode

and the single-line fault distance is an odd multiple of the quarter-wavelength for the injected signal in aerial mode

the ELIS system will fail to operate.

关键词

Keywords

references

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