±800kV DC换流站避雷器配置与参数选择

基于特高压换流站的特殊性考虑,介绍了两种不同的避雷器配置方案,方案A采用M2避雷器和CB1A避雷器,方案B采用A2避雷器、CB1A和CB1B避雷器。讨论了配置C2避雷器的必要性,分析了CB1B避雷器优化经济性的原因及平抗分置所带来的优势,并根据避雷器直流参考电压的选择原则选择了相应参数,对DC输电工程具有参考作用。     

平波电抗器布置方式对±800kV特高压直流换流站过电压的影响

通常±500 k V直流输电工程(HVDC)的平波电抗器采用油浸式电抗器安装在极母线上。因为±800 k V特高压直流输电的特殊性,平波电抗器采用了干式平抗,并提出了将4台干式平抗分别安装于极线和中性母线上的布置方式。文中对平抗分置于极线和中性母线上,与集中布置于极线上这两种布置方式下的换流站绝缘配合进行了分析,并对决定换流站各避雷器最大应力的工况进行了仿真计算,对计算结果进行了比较分析,并总结了这两种布置方式的优缺点。     

±800kV重庆特高压直流换流站操作过电压机理及仿真

特高压直流换流站的过电压水平直接关系到换流站设备的绝缘配合和系统安全可靠运行。哈密北—重庆±800 kV特高压直流输电工程比我国已有的向上、云广和锦屏—苏南特高压直流工程的输送容量更大、送电距离更远,换流站的设备也有所不同,换流站的过电压水平将更加严重。为此,针对哈密北—重庆±800 kV特高压直流输电工程,详细分析特高压换流站交流场、阀厅和直流场的操作过电压机理,得到了重庆换流站各避雷器的决定性故障工况,并仿真计算了典型故障工况下换流站关键设备的过电压水平。计算结果表明:换流站交流母线的最大过电压达762 kV,换流阀两端承受的最大过电压为369 kV,直流极线平波电抗器线路侧和阀侧的最大过电压分别为1 298 kV和1 294 kV,中性母线平抗阀侧的最大过电压为439 kV;逆变侧重庆换流站始终接地,避雷器EL和EM不会承受严重的操作过电压冲击。计算结果可为换流站设备的绝缘配合及相关设备的选型、设计和试验等提供重要技术依据。     

±800kV云广直流输电工程平波电抗器参数选择和布置方案

为抑制直流输电系统扰动引起的直流电流上升速度,避免轻载时发生直流电流断续,以及降低直流侧谐波,需要在换流器直流侧出口装设平波电抗器。笔者根据±800 kV云广直流输电系统主回路结构,详细计算了平波电抗器的电感参数;特高压直流输电系统由于采用特殊的换流器联络结构,其平波电抗器布置不同于±500 kV超高压直流输电系统。文中搭建了基于PSCAD/EMTDC的云广特高压直流输电模型,从谐波特性、直流操作过电压等方面对3种平波电抗器布置方案进行了仿真对比研究,其结果对实际工程具有一定的指导意义。     

±800 kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程,研究了±800 kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压.重点分析了±800 kV与±500 kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处.给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法,确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗以及能耗与直流侧的快速保护的定值、延迟时间的配合.提出换流站施缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求以及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法.     

±800kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程,研究了±800kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压。重点分析了±800kV与±500kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处。给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法,确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗及能耗与直流侧的快速保护定值、延迟时间的配合。提出换流站绝缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法。     

±1100kV直流换流站避雷器布置、参数和设备绝缘水平的选择

为了合理确定±1 100 kV直流换流站避雷器布置、参数和换流站设备的绝缘水平,在分析和比较±800 kV直流输电工程换流站避雷器布置和参数的基础上,推导了6脉动换流器绝对最大理想空载直流电压与换流变的短路阻抗成正比关系的公式,提出了换流变的短路阻抗大小基本确定了整流站直流侧阀厅内设备的绝缘水平,因此需尽可能减小该阻抗值。给出了阀厅内直流避雷器伏安特性、荷电率、持续运行电压峰值(CCOV)、包括换相过冲的持续运行电压最高峰值(PCOV)、直流参考电压和直流偏置电压的选择方法和影响因素。在换流变短路阻抗不大于24%和采用A2避雷器直接保护高端Y/Y换流变阀侧方案的条件下,高端Y/Y换流变阀侧的额定操作冲击耐受电压(SIWV)可选为2 030 kV,低于采用M2+V3避雷器串联保护方案的2 191 kV。针对整流站和逆变站交流侧分别接入750 kV和1 000 kV交流特高压方案,提出了降低交流避雷器额定电压的建议。提出的绝缘水平为换流变、换流阀、极母线和中性母线等±1 100 kV直流设备的样机制造和交流设备选型以及交、直流场的设计提供了技术支撑。     

±800kV平波电抗器安装工艺控制

通过±800 kV楚雄换流站±800 kV平波电抗器现场安装的实践,分析了平波电抗器安装特点和难点,介绍具有参考意义的安装方案和吊装工艺。     

±800kV特高压直流换流站绝缘配合

为合理确定±800kV特高压换流站设备绝缘水平,分析了换流站避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则、绝缘裕度(包括换流变套管绝缘裕度的取舍)等关键问题,建议晶闸管阀、雷电冲击和操作冲击的绝缘裕度降低到10%,而特高压直流换流站直流侧油浸式设备不再采用SIWL/LIWL的比系数(0.83)和靠至高一级的标准绝缘水平等级;对于换流变内绝缘与套管绝缘间的裕度,建议直流800 kV换流变套管的直流耐受试验和极性翻转试验(都带局部放电测量)的试验水平取绕组相应耐受电压水平的1.15倍,而雷电和操作冲击试验电压水平由按比绕组绝缘水平提高10%降低到提高5%执行;最后初步探讨了避雷器的参数与特性、设备的保护水平。     

±800 kV换流站换流变组装场地优化

换流变组装场地的研究涉及到换流变压器外形尺寸、换流变安装组织原则、换流变布置方式等。在对换流变安装组织原则和布置方式等关键因素进行分析优化的基础上,提出了±800 kV特高压换流站中换流变组装场地的基本确定原则,并应用在我国第1个大容量特高压直流输电项目中,获得了较好的工程应用价值。     

溪洛渡—浙西±800kV特高压直流输电工程浙西换流站绝缘配合

±800 kV特高压直流换流站的绝缘配合设计是特高压直流工程实施中的关键技术之一,对换流站设备设计、选型、制造和试验具有重要的指导作用。基于特高压换流站绝缘配合方法,对溪洛渡—浙西±800 kV特高压直流输电工程逆变侧浙西换流站的绝缘配合进行研究,提出了浙西换流站避雷器配置方案和相应避雷器参数及保护水平,并根据推荐的绝缘裕度最终确定了换流站设备的绝缘水平,这些结果将为该特高压工程的建设提供重要依据,也可以为其他特高压直流工程的设计提供参考。     

向家坝—上海±800kV特高压直流工程直流滤波器过电压与绝缘配合研究

基于向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程,给出了两种直流滤波器暂态计算必须考虑的故障工况:直流极线接地和直流极线侵入操作波。介绍了这两种故障的模拟计算方法,给出了计算中采用的陡波模型。模型中需要考虑直流母线寄生电感、滤波器高压端电容器寄生电感和滤波器避雷器保护特性等因素。计算结果给出了电抗器和电阻器的最大暂态电流和冲击能量,根据计算得到的避雷器最大配合电流确定了避雷器的保护水平,进而依据绝缘裕度确定了该特高压直流工程直流滤波器各设备最终的绝缘水平。     

直流保护策略对特高压换流站过电压与绝缘配合影响的仿真分析

特高压直流换流站作为特高压直流输电工程的枢纽,其绝缘配合方案对工程的技术经济性能影响较大。为研究特高压直流换流站绝缘配合研究中出现的直流系统保护策略对换流站过电压与避雷器配置的影响,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真程序建立了糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程的直流暂态过电压仿真模型,仿真分析了高端换流变YY阀侧接地和接地极线或金属回线接地故障下直流保护策略对直流暂态过电压和避雷器应力的影响。研究结果表明,直流系统保护策略对换流站绝缘配合有较大影响,糯扎渡电站送电广东±800kV直流输电工程换流站中性母线避雷器配置方式或直流保护策略需要在云南至广东±800kV特高压直流输电工程基础上进行改进。工程中若不能减小换流器直流差动保护和中性母线过电压保护的延迟时间,则建议增加中性母线避雷器E1H和E2H的并联台数以满足设计要求。     

±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合

为合理确定±1 100 kV特高压直流换流站的绝缘水平,基于准东—成都±1 100 kV特高压直流输电工程,根据特高压换流站的绝缘配合方法,对准东换流站的绝缘配合进行了研究。根据特高压直流换流站避雷器布置基本原则,并结合现有±800 kV特高压直流换流站的绝缘配合经验,提出了±1 100 kV准东换流站的避雷器布置方案,详细分析了换流站交流侧、阀厅、直流母线和中性母线等不同区域的过电压保护策略,最后根据推荐的设备绝缘裕度确定了换流站设备的绝缘水平,直流侧1 100 kV直流极线的雷电冲击和操作冲击绝缘水平推荐为2 600 kV和2 150 kV;直流极线平波电抗器阀侧设备和高压端Y/Y换流变阀侧设备的绝缘水平建议取为一致,雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平分别为2 500 kV和2 250 kV。研究结果对换流站设备的选型和制造具有重要指导意义,将为该特高压工程建设提供重要依据。     

奉贤换流站换流变压器直流饱和保护分析

奉贤换流站是±800kV向家坝一上海特高压直流输电工程的受端变电站,在不平衡运行方式下该站的换流变压器充电时曾经出现过换流变压器饱和保护动作告警、甚至跳闸的情况。对奉贤换流站的换流变压器饱和保护原理进行介绍,并分析其动作逻辑、定值是否合理,然后讨论可能导致饱和保护误动的原因和生产厂家的解决方案。     

±800 kV直流线路避雷器在锦苏线上的应用

为了提高±800 kV特高压直流输电线路抵御雷害风险能力,研究了±800 kV直流线路避雷器安装选点、基本参数、安装方案和工程应用。文中以±800 kV锦苏线浙江段为工程背景,对其线路走廊落雷情况进行了分析及差异化防雷评估,提出了安装选点原则,开展了避雷器的关键技术参数的理论计算及试验研究,分析了线路避雷器的安装要求,根据安装选点原则配置了避雷器,设计了一种复合绝缘子斜拉式安装方法,成功实施了±800 kV直流线路避雷器的大规模工程应用,对±800 kV直流线路避雷器在其余±800 kV直流输电线路的推广应用具有重要的实践和借鉴意义。     

±800 kV换流站换流变组装场地优化

换流变组装场地的研究涉及到换流变压器外形尺寸、换流变安装组织原则、换流变布置方式等。在对换流变安装组织原则和布置方式等关键因素进行分析优化的基础上,提出了±800 kV特高压换流站中换流变组装场地的基本确定原则,并应用在我国第1个大容量特高压直流输电项目中,获得了较好的工程应用价值。     

锦屏—苏南±800kV特高压直流输电工程直流滤波器的暂态额定计算(英文)

DC filter components and devices in converter stations of a high voltage DC transmission project may withstand a certain amount of transient overvoltage due to the impact of transient impulses.In order to protect them,suitable arresters should be equipped properly in the filters to limit the transient overvoltage to an acceptable level.By utilizing the method of DC filter simulation and transient calculation model,the paper studies the transient overvoltage in the DC filters of the Jinping-Sunan ultra high voltage direct current(UHVDC) transmission project under the most severe transient operation conditions.Three arresters are installed inside each filter,which consequently decide the insulation levels of the filter component: mainly capacitors,reactors and resistors.The lightning impulse insulation levels for the high voltage reactors of the two filters are 648 kV and 788 kV respectively,while they are 464 kV and 627 kV for the low voltage reactors,and 648 kV and 788 kV for the resistors.The insulation level for the high voltage capacitors is no more than 815 kV.The calculation results provide basis for choice of the DC filter components.     

溪洛渡—浙西±800kV特高压直流输电工程溪洛渡换流站绝缘配合(英文)

The insulation coordination for converter stations in ±800 kV UHVDC projects is one of the key problems to be solved,and it is critical for the design,type selection,manufacture and test of converter station equipments.To specify the insulation levels of converter station equipments in Xiluodu-Zhexi ±800 kV UHVDC project reasonably and to ensure the future work of this UHVDC project can be done smoothly,the insulation coordination of the rectifier side of Xiluodu converter station is studied based on the insulation coordination methods for UHVDC converter station.The configuration scheme of arresters installed in Xiluodu converter station is proposed,and the protective functions for each arrester are analyzed in detail.Then,the arrester parameters and protection levels are calculated.After analyzing the characteristics of UHVDC converter valve,and with reference to experience of the existing UHVDC projects’ operation,this paper suggests that the insulation margins of switching,lightning and steep front impulse for converter valve should be 10%,10%,15%.Finally,based on the recommended insulation margins and relevant standards,the insulation levels of the converter station is specified: the lightning and switching impulse insulation levels of AC switchyard are 1 550 kV and 1 175 kV,respectively,and for DC bus are 1 950 kV and 1 600 kV,respectively.     

±800kV换流站的雷电侵入波过电压仿真分析

特高压直流换流站的绝缘配合对系统的安全运行和经济成本至关重要。为此,针对糯扎渡送电广东±800 kV特高压直流输电工程,采用PSCAD/EMTDC软件仿真分析受端换流站雷电侵入波过电压分布及其对设备雷电冲击绝缘水平的影响。建立了换流站各设备的雷电冲击暂态模型和交、直流侧进线段线路的频率相关模型,并选取合适的换流站运行方式进行仿真分析。采用先导发展法作为绝缘子串的闪络判据计算出交、直流侧输电线路进线段内反击和绕击耐雷水平,并由电气几何模型计算最大绕击电流。根据线路耐雷水平计算交、直流侧进线段内反击和绕击时雷电侵入波在换流站内设备上形成的最大过电压,校核设备雷电冲击绝缘水平,提出了改进措施。