±800kV特高压直流输电线路绝缘配合的差异化

在直流输电系统设计中,绝缘配合是直流线路设计的重要环节。为此对±800 kV输电线路的绝缘配合差异化进行了研究,给出了直流线路绝缘配合差异化技术的概念和方法,并分别就线路绝缘配置、导线对杆塔空气间隙距离和线路极间距离的差异化进行了研究。给出了不同污秽条件、不同海拔高度、不同绝缘子材质、不同绝缘子型号条件下,瓷绝缘子(I串、V串和耐张串)和复合绝缘子的差异化配置方案;确定了不同过电压倍数、不同海拔高度下导线对杆塔的空气间隙距离和最小极间距离;给出了不同污秽条件、不同海拔高度下的复合绝缘子串长和串长所需极间距离;确定了不同海拔高度、不同分裂间距、不同导线型号时,满足电磁环境限值要求所需的最小极间距离。研究结果可为±800 kV直流输电线路的差异化绝缘配合提供指导,对提高特高压直流输电线路的经济性和科学性具有重要意义。     

±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。     

±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.     

基于PSCAD的特高压直流输电系统单相接地过电压的研究

以±800kV云广特高压直流输电工程为背景,应用电磁暂态计算软件PSCAD建立了特高压直流输电系统模型,详细研究了特高压直流线路距整流站不同距离发生对地闪络故障时过电压的沿线分布及水平,指出直流线路中点故障时非故障极线路中点的过电压幅值最高,计算分析了杆塔接地电阻、换流站端部阻抗、线路长度及线路参数等因素对线路过电压水平的影响。     

昌平——房山500kV紧凑型输电线路操作过电压与塔头间隙的研究

就５００ｋＶ昌平－－房山紧凑型输电线路的操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压等进行了计算研究；还提出了针对带电作业时可能遇到的线路接地故障和故障清除过电压计算结果，按绝缘配合的统计法，推荐了线路杆塔的相导线－－杆塔相和相间空气间隙。     

云广±800kV直流线路仿真塔空气间隙操作冲击放电特性

研究云广±800kV直流线路用仿真塔的空气间隙50%操作冲击放电特性,结果表明,云广±800kV输电线路的绝缘子采用V形串,操作冲击电压成为杆塔空气间隙尺寸的控制因素;V形绝缘子串直线杆塔空气间隙距离在海拔高度为1000m及以下、1500m和2000m的地区应分别不小于6.2m、6.7m和7.1m。     

±800 kV特高压直流输电线路单极接地故障过电压产生机理及影响因素

将特高压直流输电线路单极接地故障过电压分成第一次跃升和第二次跃升2个过程,并基于极线间的电磁耦合作用和波过程阐述了2次电压跃升的产生机理;分析了直流滤波器主电容、直流滤波器型式、直流控制系统、杆塔接地电阻、线路中点杆塔是否装设避雷器、输电线路参数和输送功率等多种因素对该过电压的影响。仿真结果表明,直流滤波器主电容参数是限制单极接地故障过电压的关键因素,其他因素对该过电压影响不大,为控制过电压幅值不超过额定电压的1.7倍,建议±800 k V特高压线路的直流滤波器主电容参数取值范围为1~2μF。     

昌平一房山500kV紧凑型输电线路操作过电压与塔头间隙的研究

就５００ｋＶ昌平─房山紧凑型输电线路的操作过电压、工频过电压、潜供电流和恢复电压等进行了计算研究；还提出了针对带电作业时可能遇到的线路接地故障和故障清除过电压计算结果。按绝缘配合的统计法，推荐了线路杆塔的相导线─杆塔相和相间空气间隙。     

±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。     

±800 kV特高压直流输电线路空气间隙设计

±800 kV特高压直流输电线路(Ultra High Voltage Direct Current,UHVDC)具有送电容量大、输送距离长、线损低、可靠性高、投资收益高等优点,目前我国存在多条规划及建设中的±800 kV特高压输电线路,空气间隙的选择是特高压直流输电工程设计中的关键技术之一,输电线路塔头各种空气间隙的确定是塔头尺寸及结构设计的基础,风偏后导线对杆塔的最小空气间隙,应分别满足工作电压、操作过电压及雷电过电压的要求,合理选取各工况下的空气间隙,对线路的安全稳定运行及工程投资的节省都有现实意义。     

云广特高压直流输电线路反击耐雷性能

云广特高压直流输电线路将途经雷电活动强烈的区域,研究其反击耐雷性能对线路防雷设计有重要的意义,为此用ATP-EMTP软件建立了特高压直流输电线路反击耐雷性能数字仿真模型,它包括输电线路杆塔的多波阻抗模型、绝缘子的先导发展闪络模型和杆塔接地阻抗非线性模型。利用所建立的反击模型计算了云广特高压直流输电线路的反击耐雷性能。结果表明,特高压直流输电线路的反击耐雷水平较高,线路发生反击闪络的事故概率较低;随着杆塔高度的降低,接地阻抗的减小,线路绝缘水平的增强,云广±800kV特高压输电线路反击耐雷性能增强。     

±800 kV同塔双回直流输电工程绝缘配合研究

随着特高压电网的不断建设,可供特高压输电线路经过的通道逐渐变得有限,线路走廊的矛盾日益突出.为提高现有输电走廊的利用效率,有必要研究±800 kV特高压线路同塔双回输电技术.对换流站电气设备和架空输电线路的绝缘配合研究认为,换流站电气设备的绝缘水平,可与以往单回线的相同.对于±800 kV同塔双回输电线工程,由于线路之间的互感作用,其参数会有所改变,对线路上的过电压水平产生一定的影响.±800 kV同塔双回输电线路采用V形绝缘子串的悬挂方式,与中国以往±800 kV单回V形绝缘子串水平排列的悬挂方式有较大的差别.分析研究表明,±800 kV同塔双回输电线工程的空气间隙,决定于操作过电压.依据±800 kV同塔双回输电线工程操作过电压仿真计算,以及±800 kV同塔双回真型塔放电特性试验研究结果,进行了绝缘配合研究,推荐了±800 kV同塔双回直流线路最小空气间隙距离.     

±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直流输电工程过电压保护与绝缘配合研究

结合我国±800kV高压直流输电工程的内过电压研究结果和交、直流避雷器的额定参数推荐值,对±800kV高压直流输电工程的绝缘配合进行分析研究,提出该工程交、直流设备的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平的推荐值。对换流站的雷电过电压保护和直流线路的防雷保护进行研究,提出防雷保护的建议。     

±1000kV级直流输电工程系统过电压抑制和绝缘配合

换流站过电压抑制和绝缘配合是±1 000kV级特高压直流输电工程的关键技术之一,对降低设备的绝缘水平和制造难度具有重要的意义。为此,论述了抑制±1 000kV级特高压直流换流站电气设备上的过电压措施及高性能避雷器参数的选取,指出提高避雷器的荷电率和减小避雷器的残压比是降低避雷器保护水平的重要措施,并详细介绍了采用高性能避雷器降低设备绝缘水平的可行性。给出了±1 000kV级特高压直流输电工程设备绝缘配合方法—确定性法,该方法须通过仿真计算可确定合理的避雷器配合电流和配合电流波形,以准确地进行绝缘配合。通过计算,给出了±1 000kV级特高压直流设备冲击绝缘水平的推荐值:±1 000kV、±1 100kV直流极线的操作/雷电冲击绝缘水平分别为1 900kV/2 250kV、2 050kV/2 400kV;±1 000kV、±1 100kV换流变阀侧Y绕组端子/D绕组端子的操作冲击绝缘水平分别为1 950kV/1 500kV、2 050kV/1 600kV。同时,根据线路过电压沿线分布的研究结果,建议线路杆塔绝缘配置应结合线路过电压幅值、分布特性和沿线海拔高度综合分析,并采用分段设计原则以使线路杆塔的造价更加经济合理。     

云广直流输电工程接地极线路绝缘水平优化

针对在±800 k V云广直流输电工程的调试和运行过程中多次发生直流系统故障引起接地极线路闪络的问题,对不同故障情况下接地极线路上的过电压水平和分布进行了仿真。结果显示,云广直流接地极线路的绝缘水平与换流站中性母线的绝缘水平以及中性母线避雷器的保护水平确实存在不匹配。分析了降低避雷器保护水平和提高接地极线路绝缘水平两种解决方案。对于新建工程,推荐采用提高接地极线路的绝缘水平方案来解决不匹配问题。对于已投运工程,建议调小换流站接地极线路进线段杆塔的招弧角,将闪络控制在一定范围内。     

三端柔性直流输电系统雷电侵入波过电压

雷电侵入波过电压是确定直流输电系统换流站设备绝缘水平的重要依据,利用PSCAD/EMTDC软件建立了±160 kV南澳三端柔性直流输电系统直流侧雷电侵入波仿真计算模型,利用电气几何模型法计算直流线路的最大绕击电流,采用相交法作为空气间隙闪络判据,计算直流线路遭受雷电绕击和反击后换流站内极母线设备以及连接电缆承受的电压应力,并校核各设备的雷电冲击绝缘水平,计算结果表明各设备的绝缘裕度满足要求.     

±800kV特高压直流输电系统过电压仿真分析

为形成西电东送、全国联网的电网战略格局,需建设特高压电网.对于这种远距离、大容量的输电需求,±800 kV直流输电系统比1000 kV交流输电系统更适合、更有优势.近几年全国已建成多个±800 kV直流输电系统,江西首条特高压直流输电线路雅中—江西±800 kV特高压直流输电工程也将在2021年投运.相比于超高压电网,特高压直流输电系统过电压保护与绝缘配合的要求更加严格,因此对特高压直流输电系统的过电压分析是十分必要且迫切的.文中运用PSCAD仿真软件搭建了双12脉动特高压直流输电系统模型,对各种故障情况下500 kV交流侧和±800 kV直流侧的过电压进行了仿真分析.     

±800kV同塔双回直流线路杆塔空气间隙的放电特性影响因素研究

±800 kV同塔双回线路电压等级较高,且杆塔形状和杆塔尺寸较±500、±660 kV直流输电线路杆塔都有很大差别,因此其空气间隙的放电特性有不同特点。为选择合适的±800 kV同塔双回直流线路空气间隙距离值,对影响±800 kV同塔双回输电线路杆塔上、下层空气间隙冲击放电特性的因素进行了真型尺寸模拟试验研究。研究了下层塔身宽度对杆塔下层间隙操作冲击放电特性的影响,均压环尺寸对直流V串塔头空气间隙放电特性的影响,直流运行电压对塔头间隙冲击放电特性的影响,±800 kV同塔双回输电线路杆塔下横担对上层间隙操作冲击放电特性的影响,并校核了下横担到上导线距离减小后杆塔的耐雷性能。研究结果表明:原有的塔身宽度对间隙操作冲击放电影响的修正公式已不适用于±800 kV同塔双回直流线路塔头;均压环尺寸大小与放电电压正相关;导线直流电场对间隙的放电路径有明显影响,但对放电电压影响不大;杆塔上导线到下横担的间隙距离可适当减小,但间隙距离减小后,杆塔的反击耐雷性能及绕击耐雷性能都略有降低。该研究结果可用于指导±800 kV同塔双回输电工程的设计。     

云广±800?kV直流输电系统过电压与绝缘配合研究

研究了云南一广东±800kv直流系统交、直流侧以及直流线路的过电压水平和换流站避雷器保护方案：重点分析了孤岛运行过电压,不同平波电抗器布置方式和避雷器方案对过电压的影响以及±800kV直流的绝缘配合方法。推荐两个避雷器配置方案以降低最高电位换流变压器阀侧绝缘水平：建议线路中部10km范围内操作过电压按1．85p.u.标准,10km以外按1．70p.u.标准．通过合理配置,±800kV直流极线侧设备绝缘水平可降低至现有±500kV直流工程极线侧设备绝缘水平线性外推值的75％左右：