UHVDC接地极线路短路阻抗特性及阻抗监视系统死区研究

李小鹏; 庄祎; 卢继平; 滕予非; 李世龙; 徐永干

doi:10.7500/AEPS20191025008

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UHVDC接地极线路短路阻抗特性及阻抗监视系统死区研究

交直流混联电网保护与控制新技术 | 更新时间：2025-06-16

- UHVDC接地极线路短路阻抗特性及阻抗监视系统死区研究
- Research on Short-circuit Impedance Characteristic and Dead-zone of Supervision System for UHVDC Grounding Electrode Line
- 电力系统自动化-方正平台 2020年44卷第22期页码：70-77
- 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：
  
  李小鹏（1987—），男，通信作者，博士，高级工程师，主要研究方向：高压直流输电线路控制与保护。E-mail：lxpbsd@163.com
  庄祎（1995—），男，硕士研究生，主要研究方向：高压直流接地极线路保护。E-mail：zhuangyi@cqu.edu.cn
  卢继平（1960—），男，博士，教授，主要研究方向：电力系统继电保护。E-mail：lujiping@cqu.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51707019);State Grid Sichuan Electric Power Company(521997200003)
- DOI：10.7500/AEPS20191025008
  中图分类号：
- 收稿日期：2019-10-25，
  
  修回日期：2020-02-23，
  
  网络出版日期：2020-11-06，
  
  纸质出版日期：2020-11-25
- 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

陈国平，李明节，许涛 . 特高压交直流电网系统保护及其关键技术［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 22 ）： 2 - 10 .

CHEN Guoping ， LI Mingjie ， XU Tao . System protection and its key technologies of UHV AC and DC power grid ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 22 ）： 2 - 10 .

汤奕，陈斌，王琦，等 . 特高压直流分层接入下混联系统无功电压耦合特性分析［J］. 电网技术， 2016 ， 40 （ 4 ）： 1005 - 1011 .

TANG Yi ， CHEN Bin ， WANG Qi ， et al . Analysis on reactive power and voltage coupling characteristics of hybrid system for UHVDC hierarchical connection to AC grid ［J］. Power System Technology ， 2016 ， 40 （ 4 ）： 1005 - 1011 .

马为民，樊纪超 . 特高压直流输电系统规划设计［J］. 高电压技术， 2015 ， 41 （ 8 ）： 2545 - 2549 .

MA Weimin ， FAN Jichao . Planning and design of UHVDC transmission system ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 41 （ 8 ）： 2545 - 2549 .

赵畹君 . 高压直流输电工程技术［M］. 2版 . 北京：中国电力出版社， 2011 .

ZHAO Wanjun . Engineering technology of HVDC transmission ［M］. 2nd. Beijing ： China Electric Power Press ， 2011 .

朱益华，郭琦，黄立滨，等 . 同塔双回直流输电系统接地极电流控制策略［J］. 电力系统自动化， 2018 ， 42 （ 18 ）： 169 - 176 .

ZHU Yihua ， GUO Qi ， HUANG Libin ， et al . Control strategy of grounding electrode current for double-circuit HVDC transmission lines on the same tower ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2018 ， 42 （ 18 ）： 169 - 176 .

成敬周，徐政 . 直流输电共用接地极线方式的保护特性［J］. 电力系统自动化， 2012 ， 36 （ 14 ）： 77 - 82 .

CHENG Jingzhou ， XU Zheng . Protection characteristics of HVDC common grounding electrode lines ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2012 ， 36 （ 14 ）： 77 - 82 .

程星星，张怿宁，王健，等 . 高压直流接地极线路故障特性仿真及其故障测距新算法研究［J］. 电网与清洁能源， 2016 ， 32 （ 3 ）： 105 - 110 .

CHENG Xingxing ， ZHANG Yining ， WANG Jian ， et al . HVDC grounding electrode line fault simulation and its new fault location algorithm research ［J］. Power System and Clean Energy ， 2016 ， 32 （ 3 ）： 105 - 110 .

刘孝辉，唐有证，张庆武，等 . 特高压直流输电系统接地极引线双端不平衡保护［J］. 电力系统自动化， 2017 ， 41 （ 15 ）： 150 - 154 .

LIU Xiaohui ， TANG Youzheng ， ZHANG Qingwu ， et al . Double end unbalance protection of electrode line in ultra high voltage direct current transmission system ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2017 ， 41 （ 15 ）： 150 - 154 .

曾祥君，张玺，阳韬，等 . 高压直流输电系统接地极不平衡保护改进措施研究［J］. 电力系统保护与控制， 2014 ， 42 （ 24 ）： 132 - 137 .

ZENG Xiangjun ， ZHANG Xi ， YANG Tao ， et al . Improvement measures of electrodes line unbalance protection for HVDC system ［J］. Power System Protection and Control ， 2014 ， 42 （ 24 ）： 132 - 137 .

TENG Y ， LI X ， HUANG Q ， et al . A novel high-frequency voltage standing-wave ratio-based grounding electrode line fault supervision in ultra-high voltage DC transmission systems ［J］. Energies ， 2017 ， 10 （ 3 ）： 1 - 10 .

李世龙，滕予非，李小鹏，等 . 基于注入法的改进特高压直流接地极引线保护方法［J］. 电力系统自动化， 2019 ， 43 （ 16 ）： 155 - 163 .

LI Shilong ， TENG Yufei ， LI Xiaopeng ， et al . An improved protection method of grounding electrode line for UHVDC based on injection method ［J］. Automation of Electric Power Systems ， 2019 ， 43 （ 16 ）： 155 - 163 .

滕予非，王鱼，焦在滨，等 . 特高压直流输电系统接地极引线阻抗监视策略［J］. 电工技术学报， 2016 ， 31 （ 11 ）： 157 - 164 .

TENG Yufei ， WANG Yu ， JIAO Zaibin ， et al . Impedance monitoring scheme for ground electrode line of ultra-high voltage DC transmission system ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2016 ， 31 （ 11 ）： 157 - 164 .

束洪春，田鑫萃，张怿宁 . 接地极线路短路故障快速识别及故障测距研究［J］. 电网技术， 2015 ， 39 （ 12 ）： 3584 - 3591 .

SHU Hongchun ， TIAN Xincui ， ZHANG Yining . Research on short-circuit fault identification and fault location algorithm for HVDC electrode line ［J］. Power System Technology ， 2015 ， 39 （ 12 ）： 3584 - 3591 .

滕予非，李小鹏，陈福锋，等 . 高压直流接地极线路断线故障高频阻抗特性及阻抗监视系统适应性［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 9 ）： 61 - 66 .

TENG Yufei ， LI Xiaopeng ， CHEN Fufeng ， et al . High frequency impedance characteristics of HVDC grounding electrode line under breakage fault and adaptability of impedance monitoring system ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 9 ）： 61 - 66 .

滕予非，李小鹏，林圣，等 . 特高压直流系统接地极线路阻抗监视系统适应性研究［J］. 电工技术学报， 2019 ， 34 （ 19 ）： 4154 - 4161 .

TENG Yufei ， LI Xiaopeng ， LIN Sheng ， et al . Adaptability analysis of fault supervision system for long electrode line of UHVDC ［J］. Transactions of China Electrotechnical Society ， 2019 ， 34 （ 19 ）： 4154 - 4161 .

庄祎，李小鹏，滕予非，等 . 一种高压直流输电系统接地极线路保护新方法［J］. 电力自动化设备， 2019 ， 39 （ 9 ）： 74 - 79 .

ZHUANG Yi ， LI Xiaopeng ， TENG Yufei ， et al . Novel method for HVDC power transmission system grounding electrode line protection ［J］. Electric Power Automation Equipment ， 2019 ， 39 （ 9 ）： 74 - 79 .

孙沛瑶，林圣，刘磊，等 . 基于特征谐波测量阻抗的HVDC接地极线路保护新原理［J］. 中国电机工程学报， 2019 ， 39 （ 11 ）： 3212 - 3222 .

SUN Peiyao ， LIN Sheng ， LIU Lei ， et al . A new principle of HVDC ground electrode line protection based on characteristic harmonic measured impedance ［J］. Proceedings of the CSEE ， 2019 ， 39 （ 11 ）： 3212 - 3222 .

张青伟，宗万里，李然，等 . 晋北—南京±800 kV特高压直流输电工程接地极阻抗监视系统测量环节干扰问题分析［J］. 电气技术， 2018 ， 19 （ 4 ）： 108 - 111 .

ZHANG Qingwei ， ZONG Wanli ， LI Ran ， et al . Analysis of measurement interference of the earth electrode impedance monitoring system in Jinbei-Nanjing ±800 kV HVDC transmission project ［J］. Electrical Engineering ， 2018 ， 19 （ 4 ）： 108 - 111 .

HE Z ， LIAO K ， LI X ， et al . Natural frequency-based line fault location in HVDC lines ［J］. IEEE Transactions on Power Delivery ， 2014 ， 29 （ 2 ）： 851 - 859 .

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