1）仿真系统条件
直流系统在双极运行方式下，整流站与逆变站会在直流极线和中性线间各配置一组直流滤波器，图16-37是直流线路发生单极接地故障的情况。
图16-37 直流系统双极运行方式下直流线路单极接地故障示意图
仿真分析中，直流系统设定为完整双极运行方式，令直流线路正极中点发生单极接地故障，采用EMTDC仿真计算健全极线路的过电压情况。该过电压主要与直流滤波器及主电容参数、单极接地故障发生位置和直流输电线路结构及其参数等多种因素相关，本节通过EMTDC电磁暂态计算软件以及行波理论，通过仿真计算研究多种因素对该过电压的影响，确定该过电压的最严酷工况，并分析其产生机理及限制措施。
2）影响因素讨论
直流线路发生单极接地故障时的健全极线路过电压可能受多种因素影响，主要取决于故障极线路与健全极线路间的电磁耦合作用，其与极线间的互感耦合系数直接相关，根据影响程度可以将各影响因素分为以下两类：
（1）关键影响因素
关键影响因素有单极接地故障位置和直流滤波器型式及主电容参数两种。
单极接地故障位置对单极接地故障过电压会产生较大的影响，该过电压的最大值一般出现在健全极线路对应的故障位置，且故障发生在线路中点位置时过电压最严重。因此，在故障极线路中点发生接地故障是该种过电压计算的最严酷条件之一。
直流滤波器型式及主电容参数也会对单极接地故障过电压产生较大影响，直流滤波器参数主要通过主电容值影响过电压幅值。主电容越大，故障极直流滤波器产生的放电电流越大；此时故障极与健全极之间通过电磁耦合作用在健全极线路上感应出的电流也越大，它会对健全极线路对地电容充电，使得健全极线路产生更高的过电压。主电容值直接影响该过电压幅值，是该种过电压计算中所要考虑的最重要因素。
（2）一般影响因素
一般影响因素主要有直流输电线路结构及参数、输电线路长度、输送功率、杆塔接地电阻、线路中点位置杆塔是否装设避雷器、直流控制系统等，下面对各影响因素分析如下：
直流输电线路结构及其参数主要包含极导线对地高度、极间距离、极导线分裂间距、极导线分裂数、子导线横截面积等因素。在实际运行中，特高压直流输电线路电磁环境的要求直接决定了特高压直流输电线路结构及其参数，这些参数一般变化不大，其极线间互感耦合系数也变化不大。因此，它们对该种过电压的影响通常不大。
特高压直流输电线路长度通常很长，变化范围较大。但由于其线路结构及其参数与线路长度通常是不相关的，其极线间互感耦合系数也与线路长度很少相关，故特高压直流线路长度变化对该种过电压值的影响一般也不大，仿真计算也表明了这一点。(www.xing528.com)
随着输送功率增加，直流线路电流增加，导致直流线路沿线电压下降，使该过电压呈减小趋势，但直流线路直流电阻较小，线路沿线电压变化范围不大，因此输送功率对该过电压影响较小，这一规律也在仿真计算中得到验证。
杆塔接地电阻增大会产生适当的阻尼作用，可以降低线路对地闪络时的暂态分量，从而降低健全极线路过电压水平。但由于特高压输电线路杆塔接地电阻变化范围较小（通常0～15Ω），实际上杆塔接地电阻对该种过电压的影响也并不大。从严计算，杆塔接地电阻取0Ω。
线路中点位置杆塔上装设线路避雷器，会在健全极线路过电压幅值较大时对该种过电压产生一定的限制作用，但效果并不是很明显，仿真计算也表明了这一点。
最后，讨论一下直流控制系统是否会对该种过电压产生影响。由于健全极线路过电压达到峰值仅为数毫秒（波在故障点与换流站之间来回传播一次所需要的时间），此时两侧控制系统根本无法对该种故障做出响应。因此，直流控制系统一般不会对该种过电压幅值产生影响。
综上所述，直流输电线路结构及其参数、线路长度、杆塔接地电阻和是否安装线路避雷器等会对该种过电压产生一定影响，但通常影响都不大；而直流控制系统一般不会对该过电压产生影响。
3）仿真计算参数
本节依据±800kV向家坝—上海直流输电工程进行仿真计算，该工程输电线路参数如表16-18所示。
表16-18 ±800kV直流输电线路参数
复龙换流站及奉贤换流站各配置一组直流2/12/39三调谐直流滤波器，具体电路及参数如图16-38和表16-19所示。
图16-38 向上直流滤波器电路图
表16-19 向上直流虑波器参数表
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