±800kV特高压直流换流站绝缘配合方案分析

换流站绝缘配合是±800kV特高压直流输电工程实施中的关键技术之一。基于向家坝-上海和云南-广东2项±800kV特高压直流输电工程,从平波电抗器分置和换流站避雷器配置2个角度分析了特高压直流换流站绝缘配合的特点。重点分析了平抗分置方式在特高压输电中的经济技术优势,指出平抗分置将是特高压换流站平波电抗器的首选布置方式。给...     

g参数修正法用于浙西±800kV换流站阀厅空气净距设计

±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计是特高压直流工程实施中的关键技术之一。由于换流站阀厅内部有空调系统调节,大气密度、温度、湿度等都不同于标准气象条件。为此,采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正。该方法基于大气密度修正系数k1和湿度修正系数k2,系数k1和k2由阀厅气象条件和因子m、w共同确定,而因子m和w则取决于参数g。由于参数g在获得时需要通过待求的空气间隙距离d,因此该方法在应用过程中需要多次迭代计算。研究结果表明,采用最新的g参数曲线得到的空气净距略小于按照以往曲线所得结果,且由于误差限制该方法适用于海拔≤2000 m的修正。将该方法应用在浙西±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计中,得到了阀厅内主要位置的最小空气净距,其中直流侧高压母线对地推荐最小空气净距≥8.7 m。     

±1 100 kV特高压换流站直流操作过电压研究

基于准东—四川±1100 kV特高压直流输电工程,详细分析了特高压直流换流站阀厅和直流场的操作过电压机理,并仿真计算了高压端Y/Y换流变阀侧绕组接地、低压端Y/Y换流变阀侧绕组接地、交流侧相间操作冲击、逆变侧失交流电源、全电压起动和逆变侧闭锁而旁通对未解锁等故障在换流站设备上产生的过电压值,给出了准东换流站相应避雷器承受的最大过电压和能量。计算结果可为该特高压工程换流站设备的绝缘配合及相关设备选型、试验提供重要依据。     

舟山多端柔性直流输电工程换流站绝缘配合

换流站的绝缘配合是柔性直流输电工程实施的关键技术之一,其研究对换流站设备设计、选型、制造和试验具有重要的指导作用。为合理确定舟山多端柔性直流输电工程各换流站设备的绝缘水平,提出了换流站的避雷器布置方案,计算确定了相应避雷器参数及保护水平,给出了换流站设备推荐的绝缘裕度,并根据选取的设备绝缘裕度最终确定了换流站各设备的绝缘水平。文章给出了3种不同避雷器布置方案下的绝缘配合结果,结果表明不同避雷器布置主要对桥臂电抗器端子间的绝缘水平有较大影响,方案1下桥臂电抗器端子间的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平分别为450 kV和325 kV;方案2和方案3的避雷器布置下,桥臂电抗器端子间的绝缘水平相同,雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平分别为750kV和550kV。除桥臂电抗器外,3种方案下换流站其他设备推荐的绝缘水平均相同,换流站联结变压器阀侧交流设备的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平取为650 kV(或750 kV)和550 kV,桥臂电抗器阀侧交流设备的雷电和操作冲击绝缘水平与联结变阀侧设备取为一致,换流站200 kV直流母线的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平建议取为650 kV(或750 kV)和550 kV,直流平波电抗器端子间的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平取为850kV(或950kV)和750kV。此外,文章还分析了3种避雷器布置方案的优缺点。研究结果可为该工程的建设提供重要依据,也可为其他相关工程提供参考。     

内桥接线变电站进线备自投逻辑改进

备自投是内桥变电站内一种重要的安全自动装置,完善的备自投逻辑能够在工作电源失去后快速恢复对无故障设备的供电,又能避免合于故障,防止对电气设备产生二次故障冲击。以本地区110kV内桥接线变电站典型的进线备自投方式1为例,探讨了发生不同故障时的备自投动作行为,分析了进线备自投逻辑存在的隐患,结果表明:1#主变差动保护范围内发生故障,若工作电源断路器拒动会引起不必要的全站停电,若桥断路器拒动会造成备自投合于故障;2#主变差动保护范围内出现故障,若桥断路器拒动或紧接着发生1#工作进线失电,均会造成备自投合于故障;若工作电源断路器偷跳,通过备自投动作可以恢复变电站正常供电,若桥断路器偷跳可能出现10kVⅡ段母线全停,也可能造成1#主变过负荷。据此,提出了改进的进线备自投逻辑,详细分析了该改进逻辑在上述不同故障时的动作行为,讨论了适应于该改进逻辑的备自投装置硬件回路的实现方式,以最大程度提高终端变电站的供电可靠性。     

舟山多端柔性直流输电工程换流站内部暂态过电压

舟山多端柔性直流输电工程建成后将成为世界上第一个基于模块化多电平换流器(Modular Multilevel Converter, MMC)的五端柔性直流输电工程。为研究各换流站的过电压水平,依托舟山多端柔性直流输电示范工程,详细分析了换流站交直流侧的过电压机理,建立了基于详细控制保护策略的五端柔性直流输电系统过电压仿真模型,计算了换流站联结变压器阀侧单相接地、桥臂电抗器阀侧单相接地、直流极线接地、直流平波电抗器阀侧直流母线接地和直流极间短路等故障在换流站关键设备上产生的过电压。结果表明：联结变压器阀侧交流母线上的最大过电压为360 kV;直流极线上的最大过电压为370 kV,直流平波电抗器阀侧直流母线的最大过电压为369 kV,避雷器CB和D承受的最大能量分别为1.258 MJ和1.655 MJ;星形电抗接地支路中性点上的最大过电压为188 kV;桥臂电抗器两端产生的最大过电压为235 kV。计算结果可为该工程换流站的绝缘配合研究以及相关设备的选型、试验等提供重要依据。     

天生桥—广州直流系统换流阀过电压机制研究

基于天广500 kV高压直流输电工程,分析了阀过电压产生的机制,结果表明,在以下2种情况下阀两端会产生较大过电压:1)最上层换相组的阀全部关断后,在该层换流阀两端可能产生严重过电压,而其他几层阀关断时一般不会在阀两端产生过电压;2)交流相间操作冲击将在阀两端产生较大过电压。据此对换流变高压端Y/Y绕组阀侧单相接地和交流相间操作冲击2种典型故障进行了仿真分析,结果表明:当直流系统以最小输送功率运行时,整流站换流变高压端Y/Y绕组阀侧单相接地故障在阀两端产生较大过电压,通过阀避雷器的能量最大,但随着输送功率的增加,能量会减小;整流站的换流变变比要比逆变站大,因而相同幅值的交流相间操作冲击在整流站换流阀两端产生的过电压相对严重。     

向家坝—上海±800 kV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。     

天生桥—广州直流工程控制保护系统改造后的过电压分析

基于改造后的天生桥—广州±500 kV高压直流输电工程,计算分析了在换流变Y/Y线圈阀侧单相接地、交流相间操作冲击、逆变侧失交流电源和逆变侧闭锁而旁通对未解锁4种典型故障工况下的系统过电压,确保在改造后的控制保护系统下,系统各点过电压及避雷器能耗限制在合理范围内,各电气设备能安全运行。分析结果表明:换流变Y/Y线圈阀侧单相接地故障将在中性母线上产生较高过电压,中性母线避雷器能耗较大;交流相间操作冲击会在阀两端产生较大过电压,阀避雷器动作;逆变侧失交流电源会在逆变站交流母线产生较高过电压,交流母线避雷器动作。逆变侧闭锁而旁通对未解锁会在逆变侧直流极线产生很高的过电压,直流极线避雷器能耗较大。上述4种故障工况下,各避雷器能耗均未超过设计通流容量,避雷器能安全稳定运行。