海拔3000m±800kV换流站阀厅及直流场空气净距计算研究

800 kV特高压直流换流站的阀厅和直流场空气净距设计是特高压直流工程的关键技术之一。海南±800 kV换流站位于青海省海南州,站址海拔2880 m,为确保换流站电气布置的合理性和安全运行,需要确定合理的直流空气净距取值,作为换流站的设计依据。由于换流站阀厅内部有空调系统调节,大气密度、温度、湿度等都不同于户外的气象温度,需特殊考虑。本文详细介绍了基于g参数法的换流站阀厅空气净距计算原理及方法,并强调阀厅空气间隙计算应避免大气密度的重复修正。直流场布置于户外,其空气温度及湿度不受空调控制,推荐采用GB311.1-2012的方法进行修正。将两种方法分别应用在海南±800 kV特高压直流换流站的空气净距设计中,推荐了阀厅和直流场±800 kV典型间隙的最小空气净距。     

±1100 kV特高压换流站阀厅金具空气净距计算研究

±1100 kV换流站阀厅空气净距的研究已经成为特高压直流输电工程设计中的关键问题之一,空气净距的决定因素是放电电压和海拔高度,g参数修正法综合考虑了大气压力、温度、湿度等因素的影响,对实际海拔下放电电压进行修正。文中基于g参数迭代法进行特高压直流阀厅金具空气安全净距的计算,并将该方法运用到准东换流站阀厅的空气净距设计中,给出阀厅内主要设备金具的空气净距值。为特高压换流站阀厅的建设提供了一定的依据。     

高压大容量柔性直流电网换流站阀厅空气净距计算及紧凑化布局设计

高压大容量柔性直流电网工程因设有直流断路器,导致其阀厅空气间隙与空间布局和以往柔性直流工程有显著不同.针对高压大容量柔性直流电网特点,对阀厅空气净距计算及紧凑化布局设计开展研究.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,提出了求取最大空气净距时的阀厅温、湿度取值方法,提出了含直流断路器的高压大容量阀厅紧...     

特高压换流站空气间隙放电特性的海拔修正比较研究

高压输电系统采用长空气间隙绝缘,其破坏性放电电压不仅与所加电压的波形相关,还与大气条件相关.本文采用G参数法研究中国蒙古高原、云贵高原地区直流800kV和交流500kV、1000 kV输电系统空气间隙的高海拔修正.研究统计了设计所在地近10年逐年逐月气象数据,计算了操作冲击以及雷电冲击电压作用下的不同修正系数,并将这些数据与IEC 60071中海拔修正的相关规定进行了比较.经分析认为,IEC60071采用的海拔修正适用于高湿度低纬度气候条件,中国高原地区的大气条件差异较大,应依据当地气象条件确定修正系数.中国正在筹建的800kV级直流特高压换流站在国际上还没有先例,其空气间隙设计中应考虑中国区域性气象条件.     

大直径球-板结构改进间隙系数及其在特高压直流换流站空气间隙净距计算中的应用

换流站阀厅空气间隙净距的选择直接关系到特高压直流工程的安全稳定运行和工程造价。以往工程主要采用IEC提供的方法计算空气间隙净距,方法中关于间隙系数K的考虑相对简单。为此,基于阀厅内典型电极结构50%放电电压U50的试验数据,提出了新的典型间隙系数值,用于阀厅空气间隙净距的选取计算。相对于以往方法,新的间隙系数包含了间隙尺寸和电极结构的影响。在间隙距离为4～9m的情况下,对于相同球直径,随着间隙距离L的增大,K值逐渐减小;对于相同间隙距离,随着球直径D的减小,K值逐渐减小。临近一面墙使K减小1.06倍,因此需要更大的空气间隙净距。该改进方法对优化阀厅结构、减小阀厅尺寸作用明显。以±800kV工程为例的计算结果证明,部分阀厅典型空气间隙净距可缩小尺寸0.6～0.9m,优化比例达8%～34%。     

±800kV滇西北至广东特高压直流 输电工程阀厅空气净距研究

以±800kV滇西北至广东特高压直流输电工程为背景,基于工程的交直流系统条件和高压直流输电换流站绝缘配合原则,提出了换流站绝缘水平。在上述研究基础上,提出了采用理论计算和数据拟合相对比的方法来获取阀厅最小空气净距。最后,从工程应用的角度计算了换流站阀厅空气净距。     

±800kV特高压直流输电系统换流站绝缘配合研究

以糯扎渡电站送电广东±800 kV特高压直流输电工程为背景,对换流站绝缘配合进行了研究。在分析换流站各种过电压的基础上,基于高压直流输电换流站绝缘配合原则,提出了避雷器配置方案和换流站绝缘水平。同时,根据换流站设备的操作冲击耐受电压,计算出了换流站阀厅空气净距。文中的研究结果可为以后直流输电工程的设计和建设提供参考。     

±800kV直流输电工程高端阀厅内部过电压仿真分析

换流站阀厅内部重要设备众多、空气间隙复杂、典型电极多,一直是±800kV特高压直流输电工程设计工作中的重点之一。研究阀厅内部过电压的分布和数值对科学、合理地设计阀厅具有重要意义。以±800kV向家坝—上海直流输电工程的仿真计算为基础,对系统在各种故障状态下的操作过电压进行了仿真研究和总结;结合换流站避雷器布置和送端复龙站高端阀厅内部空气间隙、电压关键点的实际位置和范围,得出了高端阀厅内部过电压的分布和最严重时刻数值。仿真结果表明,特高压直流输电阀厅内部过电压并非同一时刻出现,而是集中在几种严重故障发生时刻。     

±500kV直流输电工程换流站绝缘配合研究

基于±500kV云南金沙江中游电站送电广西直流输电工程,对换流站绝缘配合进行研究。从分析换流站过电压入手,依据高压直流输电换流站绝缘配合原则,提出换流站避雷器配置方案和换流站绝缘水平,最后基于工程应用计算出500kV换流站阀厅空气净距。     

±800kV郑州换流站户内直流开关场设计

首先分析了±800 kV郑州换流站直流开关场接线与主要电气设备参数,并进行优化。然后计算站址污秽等级,确定直流设备爬电比距,为降低设备外绝缘,将极母线设备户内布置,通过计算直流开关场空气间隙,结合设备布置,给出了户内开关场推荐尺寸。最后配合阀厅布置特点,户内直流开关场与阀厅一列,呈极对称布置。该结果对郑州换流站的设计具有一定的指导意义。     

特高压直流工程受端分层接入交流电网方式下阀厅概念设计

为满足快速发展的网侧分层接入特高压直流换流站建设需要,通过全面调研并综合比较±800 k V/8 000 MW及±800 k V/10 000 MW工程各技术路线下换流阀、换流变压器等交直流主要转换设备的概念设计方案,归纳了直流主设备的外形参数,总结了阀厅概念设计的总体要求、控制阀厅防火墙间距、制约内部电气布置的关键因素,以及主、辅设备的安装布置原则。在优化交流1 000 k V典型电极形状下空气净距的基础上,兼顾功能性和经济性的原则,得出了网侧分层接入交流500 k V/1 000 k V下的±800 k V/10 000 MW特高压直流工程高、低压阀厅的概念设计尺寸。结合换流站站址实际情况,并兼顾所有技术路线设备尺寸,提出:±800 k V泰州站换流区域按照"一字型"方案布置,高、低端阀厅设计尺寸(长×宽×高)分别为83 m×35 m×28.5 m和89 m×24 m×18.7 m;±800 k V临沂站换流区域按照"背靠背"方案布置,高、低端阀厅设计尺寸分别为89.2 m×35 m×28.5 m和99 m×23.1 m×18.7 m。     

高压直流换流站阀厅空气净距计算研究

采用g参数法计算得到的最小空气净距仅是某一特定气象条件下的值,而阀厅受到空调系统调节作用的影响,温度和湿度变化多样,必然存在某种环境条件下的最小空气净距是最大的。通过对不同海拔高度下,阀厅处于不同环境条件下的最小空气净距进行计算,得到最小空气净距的最大值及其对应的阀厅环境条件,最终将该环境条件作为整个阀厅设计时最小空气净距计算的输入条件,为工程上阀厅空气净距计算提供环境条件参考。     

±800kV直流输电空气间隙外绝缘特性研究

给出±800kV特高压直流输电工程线路杆塔和换流站直流场空气间隙操作冲击和雷电冲击放电特性的试验研究结果;讨论不同海拔高度下操作冲击放电电压的校正方法,并给出海拔校正系数;对±800kV直流输电杆塔和换流站最小典型间隙距离提出建议,为±800kV直流换流站及输电线路工程建设的设计提供了依据。     

±800 kV直流输电工程空气间隙海拔校正系数试验研究

分别在0、1 970、2 245和3 723 m海拔地区开展了±800 kV直流输电线路真型尺寸模拟杆塔和换流站极母线空气间隙50%操作冲击放电特性对比试验研究。通过分析计算,给出了±800 kV高压直流工程高海拔地区直流线路和换流站典型空气间隙操作冲击放电电压的海拔校正系数;并讨论了高海拔地区空气间隙放电特性的校正方法。     

±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。     

±800kV特高压直流换流站阀厅金具的结构特点

±800 kV特高压直流换流站阀厅工程设计中,换流阀与换流变压器及穿墙套管之间采用管型母线连接方式,设备连接需采用特殊的管型母线连接金具。笔者通过对向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程换流站阀厅金具的结构介绍,阐述了阀厅金具的整体结构特点,分析了金具的载流量和耐热性、防电晕特性、机械强度的可靠性、外形尺寸以及连接形式等要求。通过实例介绍了5种常用的阀厅金具的结构细节及特点,为哈密南—郑州及溪洛渡—浙江等特高压换流站阀厅金具设计提供参考和借鉴。     

哈密南±800kV换流站设计特点

哈密南±800kV换流站是哈密南~郑州±800kV特高压直流输电工程中的送端换流站,概算动态投资65.2亿元,工程由西北院、新疆院及华北院联合设计,本文从哈密南±800kV换流站电气主接线、阀厅及换流变压器、直流场、交流滤波器和电气总平面布置以及站用电系统等方面介绍了该换流站的设计特点,另外还叙述了该工程设计中的优化创新,为国内其他类似工程提供参考。     

分层接入式特高压换流站1000 kV换流变区域空气间隙放电特性

随着分层接入800 kV特高压换流变网侧电压等级从750 kV上升到1 000 kV,特高压换流站对网侧设备的绝缘要求也随之升高,网侧1 000 kV空气间隙的优化,对控制阀厅长度、确保换流站安全可靠运行、降低换流站占地和减少工程成本有重要意义。该文对换流站低端阀厅网侧1 000 kV换流变区域内各种带电导体之间的空气间隙在长波前操作冲击电压进行了放电试验研究,得到了相应空气间隙的50%操作冲击放电电压试验曲线。根据换流站不同类型下的交流侧1 000 kV操作过电压计算结果,分析了相应情况下交流侧1 000 kV换流变区域空气间隙相对地和相间的50%操作冲击放电电压。根据空气间隙试验曲线和最大的相间和相地操作50%放电电压,得出换流站网侧关键空气间隙的取值。计算表明:套管均压环对阀厅墙的最小空气间隙为7.1m,套管均压环对阀厅墙压顶的最小空气间隙为6.6 m,套管均压环–避雷器均压环不被击穿的最小空气间隙为8.2 m,管母–分裂导线和管母–套管最小空气间隙均为7.8 m。研究结果对网侧1 000 kV空气间隙的选取具有指导意义。     

扎鲁特-青州UHVDC工程换流站阀厅辐射电磁干扰水平预测分析

文中以扎鲁特-青州±800 kV特高压直流工程为背景,对其换流站阀厅辐射电磁干扰水平进行了预测评估。提出了一种更为精确地计算辐射电磁干扰的方法,计算了换流站多种运行状况下阀厅的辐射电磁干扰强度。首先基于天线耦合原理,对时域仿真得到的多种运行状况下干扰电流进行修正,获得更为精确的干扰电流;然后以计算辐射电磁干扰的天线模型为基础,采用矩量法对多种运行状况下的换流站阀厅辐射电磁干扰强度进行了计算。本文为制定特高压直流输电工程换流站阀厅辐射电磁干扰的抑制措施提供了依据。     

±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。