特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述教学内容

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特高压直流接地极线路过电压

特高压直流接地极线路过电压

特高压直流接地极线路过电压摘要:特高压直流输电系统中的过电压问题,对于我国高压电网运行安全造成较大的影响。

基于此,本文对特高压直流接地极线路过电压进行研究,以期为电网建设及维护降低成本及电网运行安全提供基础。

关键词:直流输电;过电压;接地极线路直流输电技术自从应用以来,因为经济性好,运行稳定且快速可控等,在远距离、大容量输电、电力系统联网中广泛被应用[1]。

不过与其他电气系统类似,特高压直流输电因为操作及故障或者被雷击等条件的影响,容易出现各种波形过电压,因此需要装设避雷器等保护装置,对过电压情况进行限制,这于直流输电系统有着极为重大的意义[2]。

特高压直流输电线路的绝缘水平受到过电压及工作电压幅值的直接影响,在线路双极运行时,因为两根极限会有电磁耦合的情况,因此在接地极发生故障时,另一极也会发生电压突变的情况,并与该机工作电压叠加形成过电压的情况,根据相关研究表明,直流线路接地极故障中产生的过电压情况最为严重,会造成线路绝缘配合问题,因此对特高压直流输电接地极过电压研究的意义重大。

本文对国内某段±800kV输电工程进行研究,根据其实况对特高压直流线路过电压展开研究。

一、特高压直流线路过电压沿线分布状况特高压直流输电系统在双极运行方式的情况下,因为直流输电线路存在极间电容,双极线路之间也有电磁关系,在接地极发生故障便会造成另一极电压突变的影响,会在该极工作电压之上叠加,形成过电压情况。

在直流线路发生接地故障的过程中,整流侧也会再启动逻辑使整流侧的触发角移项到约164°,再进过游离时间之后,会再启动直流输电也会恢复到正常功率。

故障发生和移项指令执行两者受到故障点与整流站相距距离、时差和控制保护延时的影响,参照直流输电保护动作实际执行情况,这一段时间约计20ms,去游离时间则在150ms至200ms区间内。

图1为直流线路输送额定功率,接地故障地点发生变化时非故障极线沿线各点的过电压包络线,故障地点和整流站相距距离可以有2071n/40计算得到,n值在0到40的区间内。

电力系统过电压与绝缘配合

电力系统过电压与绝缘配合

(1)中性点接地方式:中性点非 有效接地电网的中性点电位有可能 发生位移,所以某一相的过电压可 能特别高一些。 (2)断路器的性能:重燃次数对 这种过电压的最大值有决定性的影 响; (3)母线上的出线数:当母线上 同时接有几条出线,而只切除其中 一条时,这种过电压将较小;

第四节 空载线路合闸过电压

E U L UC j I ( X L X C )

.
.
.
.
由于电感与电容上的压降
反相,且UC>UL,可见电 容上的压降大于电源电势. 为了限制这种工频电压升 高现象,大多采用并联电 抗器来补偿线路的电容电 流以削弱电容效应,效果 十分显著。
第二节 谐振过电压
一、谐振过电压的类型


通常“云—地”之间的线状雷电在开始时往往 是一微弱发光的通道从雷云向地面伸展,它以 逐级推进的方式向下发展,每级长度约 25~50m,每级的伸展速度约104 km/s,平均 发展速度只有100~800km/s这种预放电称为先 导放电。 当先导放电接近地面时,地面上一些高耸的物 体因周围电场强度达到了能使空气电离程度, 会发出向上的迎面先导,当它与下行先导相遇 时,就出现了强烈的电荷中和过程,出现极大 的电流,这就是雷电的主放电阶段,伴随着雷 鸣和闪光。这段时间极短,只有50~100 μs, 它是沿着负的下行先导通道,由下而上逆向发 展的,亦称“回击” 。
五、 变电所的进线段保护

• • •

从前面的分析可知:为了使阀式避雷器有 效地发挥保护作用,就必须采取措施: 限制进波陡度 限制流过避雷器的冲击电流幅值 进线段能起两方面的作用: 进入变电所的雷电过电压将来自进线段以 外的线路,它们在流过进线段时将因冲击 电晕而发生衰减和变形,降低了波前陡度 和幅值; 利用进线段来限制流过避雷器的冲击电流 幅值。

10kv直流配电系统过电压与绝缘配合

10kv直流配电系统过电压与绝缘配合

10kv直流配电系统过电压与绝缘配合摘要:现阶段在我国配电网络建设过程中,直流配电网具有电能质量高、无需无功补偿等优良特质,同时由于直流配电网分布式能源接入的能力也促使其在发展过程中得到了社会各界的关注,而现阶段我国10KV直流配电系统运行过程中,出现了一些问题,影响了整体配电系统的正常运行,因此本文通过对过电压与绝缘配合技术的阐述,结合10KV直流配电系统实际运行情况,对系统中各设备绝缘水平及系统的安全性、技术性进行了简单的分析。

关键词:10KV直流配电系统;过电压;绝缘配合前言:某10KV直流配电网示范工程主要为两端电压供电结构,且整体系统为单机对称主接线方式,在系统两端,环流设备结构为MMC结构,而交流侧主要由10KV交流电网、联接变压器共同组成。

DC/AC换流器与交直流负荷、DC/DC换流器与交直流微网相互连接的形式形成了整体直流线路。

一、系统结构为了保证此10KV直流配电系统可以在单极接地故障出现后,可以维持一段时间的稳定状态,可利用交流侧连接变压器中性点经高阻接地方的措施,结合接地大电阻并联真空开关控制小电阻的应用,保证单极接地故障下整体直流配电系统具有一定的运行稳定。

在整体10KV直流配电网正常运行的过程中,可以采用2500Ω大电阻,促使直流配电网直流入地电流小于10A;而在整体10KV直流配电网出现单极故障时的情况下,可通过400Ω小电流的运行达到直流电压不平衡保护的目的,同时在故障电流达到50A后也可促使直流电网系统得到更加详细的故障位置信息,在达到差动保护故障定位需求后可进行小电阻的切除措施,从而维持整体系统平稳运行[1]。

二、10KV直流配电系统过电压技术及绝缘配合1、换流站交流侧工频过电压依据某直流工程规范的相关规定,换流站交流母线侧工频过电压应在5个周期以内,在此工程交流并联正常运行的情况下一般直流工程工频过电压控制措施可发挥良好的效用,但是当此工程换流站交流侧带直流系统孤岛运行时会在直流双极先后闭锁时出现暂时过电压,暂时过电压可高达1.57P.U.。

特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合教程文件

特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合教程文件


2)投入和重新投入交流滤波器或并联电容器

3)逆变站交流母线的出线全部或大部被误切除

4)对地故障
➢ 换流站直流侧操作过电压

1)交流侧传来的操作过电压
➢2)Leabharlann 流器短路故障➢3)直流电流断续
➢ 直流输电线路的操作过电压

1)极对地短路故障

2)开路的直流线路不受控充电
6
雷电过电压
➢ 雷电过电压通常是指波头为1-3s,波尾为10-100s的过 电压波。
DC Voltage (kV)
500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 500 600 800 800
LIW L (k V ) 1550 1550 1425
1550 1675 1675 1675
1550 1800 1950 1990
SIW L (k V ) 1290 1290 1300
➢ 外绝缘:向上工程 ESDD=0.067mg/cm2

户外直流场

硅橡胶、磁或玻璃绝缘子涂以PRTV
28
向上换流站过电压保护
29
同里户内直流场最小空气间隙 (mm)
间隙特征
导体对平面 导体对支架 导体对导体
极母线对地
7096
5762
5093
中性母线对地
219
178
158
极母线对极母线 17659

快速无功功率控制
➢ 3 保护间隙 现已不用
➢ 4 避雷器

雷器是输电系统绝缘配合的基础,其保护水平决定了设备的绝缘水平。直
流避雷器的运行条件要比交流避雷器严酷得多。

高压直流输电过电压与绝缘配合——避雷器选取

高压直流输电过电压与绝缘配合——避雷器选取

目前国内外对换流站过电压的研究主要考虑以下内容:来自换流站交流侧过电压、来自换流站直流侧过电压、来自直流线路过电压。

其中,每种过电压又可以分为暂时过电压、操作过电压、雷电过电压。

±800kV 特高压直流避雷器与±500kV 直流工程直流避雷器相比,前者对避雷器的通流容量要求更大,需要采用多柱式避雷器或分立避雷器并联连接方式(多用于操作冲击过电压所致的放电电流的限制),以提高避雷器对较高能量的吸收能力,这样才能满足避雷器的能量和保护水平的要求,因此对避雷器放电电流分配的均匀性要求很高,但同时也加大了避雷器的制造难度。

绝缘水平的确定基于确定的保护水平以及选择足够的安全裕度。

此外,作为其他的保护措施,±800kV 特高压换流站中的平波电抗器采用分别布置在直流极线和中性母线上的安装方式,这样不仅降低了中性母线对地绝缘的成本,而且降低了高电位12 脉动换流阀各点的纹波电压峰值,相比于 500kV 直流输电工程中平波电抗器全部装在直流极线的方案,使得选择安装于换流变压器阀侧避雷器(保护高电压换流变压器阀侧绕组)的参考电压降低,从而降低了该点避雷器保护水平,也降低了高电位 12 脉动换流器各点的绝缘水平。

金属氧化物避雷器(MOA)在运行使用过程中要承受长期工作电压和各种瞬时过电压应力,因此在确定MOA性能参数时,首先应保证MOA在长期工作电压下的老化性能不会引起其电气性能的裂化或自身的损坏,所以MOA 的持续运行电压峰值 (CCOV) 和尖峰持续运行电压峰值 (PCOV) 必须高于所安装处的系统最高运行电压峰值(考虑叠加的谐波和高频暂态)。

从绝缘配合来说当然是MOA保护水平越低越好,但是MOA保护水平取的过低会使其吸收的能量过大,即需要的MOA数量或体积非常大,这势必给MOA制造带来困难,也增加MOA制造成本。

因此,选择MOA 额定电压(交流侧)或参考电压 U。

(直流侧)时,亦需要综合考虑其冲击保护水平和能耗等因素。

第篇电力系统过电压与绝缘配合-精选精品教育文档

第篇电力系统过电压与绝缘配合-精选精品教育文档
波动方程的通解
u(x,t)uq(xt)uf(xt)uu i(x,t)iq(xt)if(xt)ii
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1.波动方程通解的物理意义 (1).电压和电流均有两个部分组成:前行波和反行波
du2q dl
max

2U1q
Z1C
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折射波电压、电流随时间变化
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四. 行波通过串联电感和并联电容
1. 通过串联电感
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回路方程:
2U 1qi2q(Z1Z2)Ldd2iqt
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2u x 2

L0C o
2u t 2

2i x 2

L0C 0
2i t 2
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2.波是怎样沿着导线传布的
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交流1000 kV输电系统过电压和绝缘配合研究

交流1000 kV输电系统过电压和绝缘配合研究
特高压线路的操作过电压包括:T合空线和单 相重合闸过电压;@单相接地故障过电压。指线路 单相接地故障时在健全相上出现的过电压;@切除 短路故障 电 流 分 闸 过 电 压[l,2],指 线 路 发 生 接 地 或 短路故障后,故障线路的断路器切除故障电流时在 故障线路的健全相和相邻健全线路上出现的过电 压;@ 单相接地三相分闸过电压。其中T@@可用 合闸和分闸电阻予以限制,而@无法人为控制。在 日本特高压系统中,它是对绝缘配合起决定性作用 的过电压类型。
该线路母线侧 TOV 最大为 l. 3 p. u. ,线路侧为 l. 4 p. u. 。线路两侧断路器联动时分闸时间差应 < 0. 2 S,以减小 TOV 持续时间。校核 MOA 的吸收能 量时取 TOV 持续时间 0. 5 S。 l. 2. 2 潜供电流和恢复电压
晋南荆线利用并联电抗器中性点小电抗可以把 最大潜供电流限制在 < l2 A,最大恢复电压梯度限 制为 < 7. 6 kV / m。单相重合闸无电流间歇时间限 制在 l S 左右。不需要装设高速接地开关。 l. 2. 3 MOA 的参数选择
按照 MOA 的耐受短时工频过电压的能力,变 电所母线侧和线路侧 MOA 的额定电压均可选 828 kV。计算表明,该额定电压下 MOA 在最大工频暂 时过电压下吸收的最大能量仅为 8. 6 MJ,远低于其 吸收能量的允许值。
合空线时 若 有 一 相 合 闸 电 阻 失 灵,该 相 MOA 将吸收较大能量。当南阳合晋南线,南阳侧线路断 路器有一 相 合 闸 电 阻 失 灵 时,计 算 得 到 晋 东 南 侧 MOA 最大吸收能量为 3. 26 MJ。即使考虑 2 次合 闸,也仅为 6. 52 MJ。
Abstract:Two parts of research achievements are considered in this paper:l)Overvoltage of l000 kV AC transmission system;2)Insulation coordination of l000 kV AC transmission line,substation( or switch station)and its devices. Overvoltage part mainly focuses on overvoltage of jindongnan-nanyang-jingmen transmission line. First of all,high voltage shunt reactor configuration is purposed when avoidance of non-complete phases' power freguency resonant overvoltage,limitation of overvoltage level and reduction of number of spare high voltage shunt reactor are considered. Temporary power freguency overvoltag(e TOV),secondary arc current and recovery voltage,parameter choice of MOA,switching overvoltag(e including energizing and single-phase energizing unloaded line overvoltage,ground fault overvoltage and clearing short-circuit faults switching overvoltage),GIS isolator switching overvoltage,circuit breaker transient recovery voltage( TRV),DC component decayed time constant of short-circuit current cleared by circuit breaker are studied based on this configuration. Furthermore,overvoltage characteristics of Shanxi-jindongnan-nanyang-jingmen-Wuhan transmission line,which is prolonged by jindongnan-nanyang-jingmen transmission line,and overvoltage research result of east China l000 kV transmission project are introduced in this part too. Overvoltage level and insulation flashover characteristics are considered in the insulation coordination part as well as safety,reliability,construction and operation cost. Research achievements are introduced in this part,including air clearances choice of ultra high voltag(e UHV)transmition line tower under working voltage、lightning impulse and switching impulse,air clearances distance choice of substation and switch station as well as choice of UHV apparatuses insulation level. Key words:UHV;transmission;overvoltage;insulation coordination;configuration

电力系统的绝缘配合 高电压技术 教学PPT课件

电力系统的绝缘配合 高电压技术 教学PPT课件

Uω1.5/40=
1.1Uc.5 15 0.84
= 1.1 670+15 895.3kV
0.84
5.外绝缘的截波冲击试验电压
Uω1.5/2=
1.25(1.1Uc.5 0.84
15)
=
1.25 (1.1 670+15) 1119kV 0.84
例题:已知系统额定电压UN =220kV,FZ-220避雷 器5kA下的残压为U=664~670kV,内过电压计算 倍数K0 =3,试计算各种试验电压。 6.内绝缘的工频试验电压
空气间隙的确定起决定作用的是雷电过电压。
第三节 电气设备试验电压的确定
确定电气设备的绝缘水平即是确定其耐受电压 试验值,包括额定短时工频耐受电压、额定雷电冲击 耐受电压和额定操作冲击耐受电压等。
➢额定短时工频耐受电压,即1min工频试验电压; ➢额定雷电冲击耐受电压,用全波雷电冲击电压进行试 验,称为基本冲击绝缘水平(BIL); ➢额定操作冲击耐受电压,用规定波形操作冲击电压进 行,称为操作冲击绝缘水平(SIL)。
在实际运行中,还要考虑零值绝缘子存在 的可能性,因此每串绝缘子片数应为:
n2 n2' n0 (8-4)
式中n0为预留的零值绝缘子片数,见表8-2
(三)按雷电过电压确定每串绝缘子的片数
要求具有一定的雷电冲击绝缘水平,保证 线路的耐雷水平和雷击跳闸率满足规定要求。 一般情况下,按雷电过电压要求的片数通常不 一定就大于和,雷电过电压不一定成为确定值 的决定性因素。但在特殊高杆塔或高海拨地区, 则会大于和。表8-3 为各级电压线路直线杆每 串绝缘子片数。
二、 内、外绝缘的工频试验电压
(1) 内绝缘1min工频试验电压。内绝缘工频试验电 压为
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特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述特高压直流输电技术过电压和绝缘配合研究综述摘要:特高压直流输电具有大容量、远距离和低损耗等优点,特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。

直流换流站的绝缘配合研究是直流输电工程实施中的关鍵技术之一,缘水平的高低直接关系到整个直流工程造价。

本文从特高压换流站的避雷器布置方案的设计,确定换流站设备的过电压水平、绝缘裕度、关键设备的绝缘水平等方面概括总结了国内外工作者在特高压直流输电的过电压和绝缘配合方面所做的工作,并提出在以后的相关研究中可以进一步考虑的问题。

关键词:特高压直流换流站避雷器绝缘配合过电压0引言我国能源资源和经济发展具有分布不均的地域性特点,能源资源主要集中在西部地区,而负荷主要集中在中东部地区[1,2]。

为了保证中东部地区的电力供应,必须采取相关技术措旅将能源送往负荷中心。

特高压直流输电具有超大容量、超远距离、低损耗的特点,且具有灵活的调节性能,因此非常适合大型能源基地向远方负荷中心送电。

我国已成为世界上直流输电容量最大、电压等级最高、发展最快的国家[3]。

为了满足未来更大容量、更远距离的输电需求,有必要进一步研究更高电压等级的直流输电技术,±1100kV特高压直流输电是我国目前正在研究的一个全新输电电压等级。

特高压直流输电由于具有大容量、远距离和低损耗等优点,将在我国“西电东送”战略中发挥重要作用。

±1100kV特高压直流输电作为一个全新的输电电压等级,电压等级更高、输送容量更大、输电距离更远,非常适合特大型能源基地向远方负荷中心输送电能。

1特高压直流输电背景自20世纪70年代初期开始,美国、苏联、巴西等国家就开启了对特高压直流输电相关工作的研究,其中CIGRE、IEEE、美国EPRI、瑞典ABB等科研机构和制造厂商在特高压直流输电关键技术研究、系统分析、环境影响、绝缘特性和工程可行性等方面开展了大量研究,并取得了丰硕的成果。

相关研究认为,±800kV特高压直流输电系统的设计、建设和运行在技术上是完全可行的,需要结合工程进一步优化系统性能和经济指标;发展±1000kV特高压直流输电系统在理论上是可行的,但需要进行大量研究、开发工作;发展±1200kV特高压直流输电系统是不切合实际的,需要有重大技术突破,才有可能进行较为经济的设计[1,4]。

1977年,苏联曾计划建设一条从埃基巴斯图兹到唐波夫的±750kV特高压直流输电工程,该工程输送功率为6000MW、输电距离达2400km,采用每极2个12脉动换流器并联的设计方案。

该工程是世界上特高压直流输电技术的第一次工程实践,于1980年开始建设,并已建成1090km线路,但最终因政治、经济等原因停建[1,4]。

我国自2003年开始,中国南方电网公司结合云南一广东±800kV直流输电工程,对±800kV特高压直流输电技术进行了相关研究[5]。

2009年12月,云南一广东±800kV特高压直流输电线路建成并实现单极运行,2010年实现双极投运。

该工程是世界上第一条投入实际运行的特高压直流输电工程,工程额定输送功率5000MW,输送距离1438km,采用双12脉动换流阀串联接线方式。

工程送端换流站为云南楚雄换流站,受端换流站为广东穗东换流站。

国家电网公司从2004年开始,组织相关科研、设计单位和高等院校对特高压直流的关键技术问题进行了研究,取得了一系列重要成果。

2007年,国家电网公司在北京建成了特高压直流试验基地;2008年,在西藏建成了高海拔直流试验基地[6,7]。

通过这些试验基地的建设,使我国具备了±1000kV及以下电压等级下特高压直流输电工程在不同海拔高度下的电磁环境、空气间隙放电特性、直流避雷器等设备关键技术的试验研究能力。

2010年,向家坝一上海±800kV特高压直流输电工程双极投运,工程额定输送功率6400MW,输送距离1907km,工程送端起于四川复龙换流站,受端换流站为上海奉贤换流站。

2012年,锦屏一苏南±800kV特高压直流输电工程双极投运,工程额定输送功率7200MW,全长2059km。

工程起于四川裕隆换流站,止于江苏同里换流站。

此外,还有“溪洛渡一浙西”、“哈密一郑州”等多条±800kV特高压直流工程正在建设中。

2特高压换流站的绝缘配合方案设计(1)±1100kV特高压直流换流站避雷器布置方案的确定。

(2)特高压直流换流站避雷器的主要技术参数的确定,如避雷器持续运行电压、额定电压、保护水平、能量吸收能力等。

(3)仿真计算±1100kV特高压直流换流站关键设备的过电压水平。

(4)确定±1100kV特高压直流换流站关键设备的绝缘裕度的选取,并计算确定换流站关键设备的绝缘水平。

2.1选择避雷器保护方案的基本原则(1)在交流侧产生的过电压,应尽可能用交流侧的避雷器加以限制;(2)在直流侧产生的过电压,应由直流线路避雷器!直流母线避雷器和中性母线避雷器等加以限制;(3)关键的设备应由与该设备紧密相连的避雷器保护,如阀、交流和直流滤波器设备等,应分别由各自紧靠连接的避雷器保护;2.2换流站电气设备的绝缘配合绝缘配合是根据系统设备上可能出现的过电压水平,同时考虑相应避雷器的保护水平来选择确定电气设备的绝缘水平,直流换流站绝缘配合的一般方法与交流系统绝缘配合的方法相同,采用惯用法进行绝缘配合,即在电气设备上可能出现的最大过电压与惯用的基本雷电冲击绝缘水平(BIL)和基本操作冲击绝缘水平(BSL)之间留有一定的裕度。

3特高压直流换电站绝缘配合技术研究现状多年来,国内外工业界和学术界对特高压直流输电技术的研究不断深入,取得了重要的理论成果和实践经验。

目前世界上投运的特高压直流输电工程也均为±800kV,并且全部建造在中国,通过这些实际工程的建设,中国积累了丰富的实践经验,占领了特高压直流输电技术的制高点。

对于特高压直流换流站的绝缘配合研究主要是基于±800kV特高压直流输电系统,分别对换流站的避雷器布置、避雷器参数选取、换流站过电压水平、设备绝缘水平确定等问题进行了详细研究。

具体如下:(1)特高压换流站的避雷器布置。

目前主要存在两种方案:以ABB公司方案为代表的向家坝一上海特高压直流工程换流站避雷器布置和以SIEMENS公司方案为代表的云南一广东特高压直流工程换流站避雷器布置[8]。

两种方案的主要区别在于对高端换流变压器阀侧绕组的保护,ABB公司方案推荐采用MH与V避雷器串联的保护方式,而SIEMENS公司方案推荐采用A2避雷器直接保护高端换流变压器闹侧绕组[9-12]。

(2)避雷器参数的选取。

避雷器的参数主要包括避雷器持续运行电压、额定电压、荷电率、保护水平及能量吸收能力等参数的确定。

文献[12]结合云南一广东±800kV特高压直流输电工程,介绍了特高压直流避雷器参数选择的基本原则,并对直流避雷器的持续运行电压、额定电压、能量等进行了讨论。

文献[13]介绍了特高压直流避雷器的主要技术特点,与常规超高压直流避雷器进行了对比,并讨论了避雷器持续运行电压、配合电流等参数的选取。

文献[14]比较了±800kV直流换流站相关位置分别使用ABB、西门子和中国西电集团西安西电避雷器有限责任公司三家不同避雷器的操作过电压保护水平和避雷器耐受能量。

现有研究均认为,在选择避雷器参数时,应综合考虑系统最大持续运行电压、荷电率、雷电和操作冲击保护水平和能量要求等因素,使得设备上的过电压水平尽可能低,又不使避雷器的数量过多、造价过高。

(3)换流站过电压水平。

与常规超高压直流输电系统相比,特高压直流换流站的过电压水平更高,过电压机理更加复杂。

文献[15-19]结合±800kV向上和云广特高压工程对特高压直流换流站在典型故障下的操作过电压进行了仿真计算及研究,文献[20-23]对特高压直流系统孤岛运行方式下的过电压水平进行了分析,文献[24,25]对特高压直流工程直流线路的过电压水平进行了研究,文献研究了直流控制保护策略对换流站过电压水平的影响,并从控制保护角度提出了相关改进措施。

(4)设备绝缘水平确定。

特高压换流站设备的绝缘水平直接关系到整个工程的造价,目前国内外对±800kV特高压换流站设备的绝缘水平进行了广泛研究[26-29],在换流站设备绝缘裕度选取和关键设备绝缘水平确定等方面取得了丰富的成果,相关成果已运用于向家坝一上海、云南一广东、锦屏一苏南和溪洛渡一浙西等±800kV特高压直流工程中。

对于±1000kV电压等级及以上的特高压直流系统的研究,目前研究主要集中在可行性研究、晶闸管换流阀、直流互感器、换流变压器阀侧套管设计等设备制造方面[30,31]。

关于±1000kV电压等级及以上的特高压直流系统的绝缘配合方面的研究极少,仅有少数文献对其进行了探讨[32],但是相关研究并不深入,并且尚无实际工程投运。

文献[33]利用EMTP方法和EGM方法分别仿真计算了100OkV特高压交流输电线路反击跳闸率和绕击跳闸率,并在反击计算中利用击距理论修正了线路的等效受雷宽度。

计算结果表明,1OO0kV同杆双回交流输电线路雷击跳闸事故主要是由绕击造成的,符合前苏联特高压交流输电线路雷击闪络的统计规律。

同样,本文利用EGM方法仿真计算了士800kV特高压直流输电线路绕击闪络率。

计算结果表明,由于特高压直流线路存在极性问题,正极导线比负极导线更易遭负雷的绕击。

4 小结换流站绝缘配合设计是整个直流输电工程设计、实施过程中的一项关鍵性技术,换流站设备绝缘水平的高低对整个直流工程的造价有重要影响。

对于特高压直流输电系统,国内外围绕±800kV特高压直流换流站的绝缘配合进行了较为详细的研究,但是±1100kV作为一个全新的输电电压等级,目前对该电压等级下换流站的绝缘配合相关研究极少。

在以后的研究中应注意以下几个问题:(1)在特高压直流输电方式中,要重视多馈入直流输电系统,可能引起系统的安全稳定问题;(2)当特高压输电线路经过地面倾角较大的山区或雷电活动较频繁的地区时,应加强线路的防雷措施,如适当增加绝缘子片数以及减小避雷线保护角等,以达到降低线路绕击率的目的;(3)在特高压电网发展的不同阶段,会出现电磁环网和交直流并联等运行问题,它们有各自不同的结构和特点,需随特高压电网发展进行更深入的研究。

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