±500 kV柔性直流换流阀电场分布及绝缘特性研究

采用静电场有限元数值方法,对自主研发的±500 kV柔性直流换流阀的内绝缘和外绝缘特性进行了分析计算。按照子模块最大保护电压,校核换流阀的内绝缘特性;按照阀支架雷电冲击试验,校核换流阀的外绝缘特性。计算结果表明,自主化±500 kV柔性直流换流阀阀塔内部空气中最大电场强度为1.017 kV/mm,屏蔽系统最大电场强度为1.619 kV/mm,底部支撑绝缘子处最大电场强度为2.941 kV/mm。以3 kV/mm作为起晕场强判据,雷电冲击试验下,阀支架无起晕现象。试验结果表明,采用当前换流阀设计方案,换流阀顺利通过型式试验,无闪络、击穿放电现象,冷却系统无损坏。研究结果为±500 kV柔性直流输电系统换流阀绝缘设计提供了参考。     

±800kV特高压直流输电换流阀核相试验

近年来,随着特高压直流工程在远距离大功率输电方面的发展,提高直流输电工程的可靠性成为保证电网安全稳定运行的前提和基础,换流阀低压加压核相试验作为分系统调试项目对检验特高压直流输电工程质量至关重要.本文针对特高压直流工程±800kV换流站第一阶段分系统调试期间的相关内容,详细阐述换流站极I、极II低端换流阀核相试验过程并进行理论分析,通过试验参数计算、试验方案优化及试验波形的分析对比进行说明.另外,优化试验abc三相同步电压获取方式,进一步降低试验误差.最后,提出一种验证触发延迟角的核相方法,为特高压直流输电工程的建设和相关研究提供参考.     

±500kV换流站换流阀结构分析

分析了±500 kV换流站换流阀的结构组成和电气组成,对换流阀的工作原理进行了详细的阐述,并对组件内各元件的作用进行了详细说明,对一个12脉动换流单元的两侧换流站如何与交流系统进行连接给予了阐述。通过各组成结构的具体分析,对换流阀存在隐患和故障的预知、预测起到一定的作用。     

±1100kV特高压换流阀直流耐压试验方法研究

为满足±1 100kV特高压直流换流阀绝缘型式试验实施,针对±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验实施方法进行了研究,通过理论分析,仿真计算以及利用ANSYS有限元软件进行电场强度计算,依据现有试验条件,计算得出电场强度最大值为22kV/cm,低于空气击穿场强30kV/cm。若不考虑气候条件的影响,现有试验室空间、试验方法设计及设备满足±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验的要求。完成了满足IEC标准特高压换流阀直流耐压试验要求的试验原理及试验方法研究,为±1 100kV特高压换流阀直流耐压试验的实施提供了理论依据。     

525 kV/3000 MW柔性直流输电IGCT-MMC换流阀研制

基于IGCT的柔性直流输电模块化多电平换流阀(MMC)具有低成本、低损耗、高可靠等潜在优势,在未来陆上大规模新能源送出以及深远海风电并网等应用中具有广阔的前景。在对比集成门极换流晶闸管(IGCT)和绝缘栅型双极晶体管(IGBT)两类功率器件技术性能基础上,介绍了±525 kV/3000 MW柔性直流输电IGCT-MMC换流阀的产品设计。依据IEC 62501标准,完成了IGCT-MMC换流阀产品的第三方见证试验。试验结果表明,所研制的IGCT-MMC换流阀产品技术性能符合设计要求。     

±500kV直流输电线路带电作业技术应用研究

云南省在2016年中将投运第一条±500kV永富直流输电工程,它是目前全国唯一由省级电网公司建设、运维的直流输电工程。直流输电具有送电距离远、送电容量大、控制灵活等特点,直流输电工程已经在西电东送中承担主要送电任务,在未来云南联网中将发挥重要作用。     

柔性直流换流阀与水冷变压器外冷却系统一体化设计方案

柔性直流换流阀与水冷变压器外冷却系统一体化设计技术适用于柔性直流输电工程换流站中采用水冷却方式的换流阀、变压器等关键设备外冷却系统的设计。提出了一种柔性直流换流阀与变压器外冷喷淋水池与喷淋补水处理系统同套配置的优化设计方案,并基于一级一段、一级二段反渗透的喷淋补水处理系统进行了产水量分析计算。该方案具有节省水资源,减少排污,方便换流站的运行维护、综合管理等优点,可广泛应用于陆上直流输电换流站、海上风电直流换流站的设备冷却系统设计。     

±800 kV直流输电工程用换流变压器的研发

介绍了±800kV直流输电工程中最高端换流变压器模型的研发情况,从研究模型的参数,电场分析、主纵绝缘结构确定、绕组散热特性研究、直流偏磁的控制与影响、漏磁场的分布、动热稳定与可靠性、防止油流带电等方面做了详尽介绍,为开发设计出±800kV换流变压器产品打下了技术基础。     

±800kV柔性直流换流阀阀塔均压优化设计

柔性直流输电工程已迈入特高压时代,现有柔性直流换流阀(VSC阀)的均压屏蔽设计已无法满足特高压应用场合.为解决±800 kV VSC阀塔顶部均压管母表面电场强度过大的问题,文中首先利用PTC Creo与ANSYS联合建模技术完成复杂阀塔结构的三维建模与静电场有限元仿真,通过增加与顶部均压管母等电位连接的顶部屏蔽板,有效...     

±1100kV直流输电工程换流变压器阀侧套管的设计

换流变压器阀侧套管作为换流变压器的关键组成部分,长期以来依靠进口,对其进行设计具有重要意义。为此,基于GB/T 22674—2008《直流系统用套管》及国家电网公司2011年5月份颁布的《±1 100千伏特高压直流输电工程设备研制技术规范-换流变压器册》技术规范,对准东-重庆±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管结构型式、外绝缘、性能及关键技术进行了研究。结果表明:换流变压器阀侧套管结构比较复杂,采用充SF6式型式比较好;绝缘水平比换流变压器绕组绝缘水平要提高不等系数,其中雷电冲击耐受和操作冲击耐受提高1.05倍,直流耐受、极性反转和工频耐受试验水平提高1.15倍。根据研究结果给出了准东换流站换流变压器阀侧套管的技术参数,对±1 100kV特高压直流输电工程换流变压器阀侧套管的研制具有重要指导作用。     

±660kV直流输电工程换流阀结构设计

全面介绍了宁东-山东±660 kV直流输电工程换流阀的结构特点和设计方法.从换流阀的基本构成出发,介绍了各个部分的组成、结构设计特点和功能作用.重点说明了换流阀阀塔和模块的结构设计,包括阀塔屏蔽结构、悬吊及支撑结构、框架设计、支撑及连接结构设计等.最后,介绍了换流阀的防火设计和抗震设计.     

±1100kV特高压直流输电工程换流阀研发产品运行试验

随着向家坝—上海、云南—广东等多项±800 kV特高压直流输电工程的顺利建成,中国在特高压直流输电线路的建设和工程运行过程中积累了丰富的经验。为了满足中国国民经济的飞速发展对电力能源的需求,建设更大输送容量的直流工程将成为下一步直流输电工程建设发展的必然趋势,而系统电压等级的提高又对换流阀产品性能提出了更高要求。用于±1 100 kV特高压直流输电工程的换流阀产品,其单级晶闸管元件运行试验最高触发电压和恢复电压分别达到5.5 kV和3.3 kV,试验电流和短路故障电流分别为5 332 A和50 kA。为保证系统运行安全,换流阀产品在投运之前,必须通过型式试验对其性能进行验证。西安高压电器研究院有限责任公司利用换流阀运行试验合成回路,模拟±1 100 kV特高压直流输电工程用换流阀在实际运行中的各种工况,完成了试品阀的运行型式试验,并对得到的试验数据进行了分析,为±1 100 kV特高压换流阀产品的设计、制造及工程运行和试验标准的制定提供了参考依据。     

柔性直流换流阀光纤链路在线监测系统设计

柔性直流换流阀的核心控制系统由阀基控制设备和子模块控制器组成,它们之间通过光纤链路进行实时信息交互,实现柔性直流换流阀的控制与保护,一旦光纤链路发生通讯故障,对应的子模块必须旁路并退出运行,当冗余子模块数量不足时将导致系统跳闸,直接影响整个柔性直流系统运行的可靠性。在投运前或停电检修期间需要通过人工对光纤链路逐个检测、排查,不仅效率低,还容易因检测带来二次损坏。设计研发的光纤链路在线监测系统,可实时监测光纤链路的健康状态并提前预警,在检修时重点排查预警光纤链路,不仅提高检修效率更降低了因人工排查带来的二次损坏风险,同时避免了不健康的光纤链路继续恶化可能导致的子模块旁路或跳闸,从而保障柔性直流输电系统长期安全、稳定运行。     

锦屏±800kV换流变压器的建模分析

采用商业软件对锦屏±800 kV换流变压器的极性反转场、换流变压器瞬态谐波漏磁场、油箱及结构件的应力场进行了计算分析,介绍了锦屏直流输电工程中最高端换流变压器场的分析技术,为开发设计±800 kV换流变压器产品打下了技术基础。     

±1100kV特高压直流换流系统主电路优化设计

我国能源开发的北扩西移,能源和负荷中心的距离进一步拉大,急需发展大容量、高效率、远距离的输电技术。首先分析了±1 100 kV特高压直流换流系统主电路的换流单元和组合型式,指出单极双组12脉换流单元串联是综合较为优化的拓扑形式。然后分析了准东—成都±1 100 kV特高压直流工程换流系统的直流感性压降、空载直流电压及其限值等关键参数的优化设计,最后计算了换流系统主设备关键参数,从而为±1 100 kV特高压直流工程及其主设备研发制造提供技术基础。     

基于MMC的柔性直流输电换流阀试验系统设计

换流阀是柔性高压直流输电工程中完成电能变换的核心模块,其运行可靠性直接关系到整个直流输电系统的稳定性,因此需对换流器阀进行严格的型式试验.运行试验是型式试验的重要一环,主要检测换流阀对电流、电压和温度应力的耐受情况.依据模块化多电平换流器(MMC)型电压源换流阀实际工程运行工况,采用等效试验的方法,设计了一种基于MMC...     

±800kV特高压直流换流阀避雷器的工况分析及其关键技术的研究

换流阀避雷器是±800 kV特高压直流换流站的关键过电压保护设备之一,其技术研究和产品开发是实现特高压直流设备国产化的一个重要课题。笔者在介绍了双12脉动换流阀的工作原理的基础上,分析了换流阀避雷器的稳态应力和暂态应力,提出了阀避雷器的主要技术参数的制定原则。以中国向家坝—上海特高压直流工程为依托,深入研究了±800 kV特高压直流换换流阀避雷器的关键技术。最后笔者指出:选择合适的荷电率和散热结构是阀避雷器整只设计时必须考虑的关键技术问题,也提出了一种多柱并联电阻片技术,可以为避雷器提供高的比能量吸收能力的技术支持。     

±500 kV HVDC换流阀冲击试验技术

±500kV高压直流输电(HVDC)换流阀绝缘型式试验是目前国际上最高电压等级的换流阀绝缘试验。冲击试验是换流阀绝缘型式试验中的难点,对试验回路及设备的要求很高,试验难度很大。文章以三峡—上海直流输电工程用±500kVHVDC换流阀的完整四重阀试验为例,介绍了其结构、负荷特性,以及换流冲击试验和单阀冲击试验技术,并给出了部分试验结果。试验结果表明,该阀的内部参数设计满足技术要求。     

±500kV柔性直流电网控制策略研究

文中针对±500 kV柔性直流电网的控制策略加以分析研究,并使用时域仿真的手段加以验证。针对张北柔直电网换流器控制策略,其要避免接入短路比在1.3以下的弱交流电网;直流电网的系统级控制非常重要,要兼顾系统稳定与换流器过负荷两方面的要求;由于直流电网配置线路直流断路器,可以利用合直流断路器来为其他换流器充电;对于直流电网可以通过配置快速合环开关来实现换流站退出后的线路潮流快速合环。     

柔性直流换流阀监视系统关键技术及工程化应用

随着对柔性直流输电工程换流阀及阀控设备可靠性要求的提升,为了更加全面、直观、及时地监视换流阀及阀控设备运行状态,提高换流阀运行安全性,柔性直流换流阀监视系统的作用愈加重要.结合实际工程项目需求,兼顾现场分系统调试、换流阀检修、正常运行维护等不同使用场景,研发了双网双冗余架构的柔性直流换流阀监视系统.采用页面自动布局和参...