高压直流输电用直流转换开关转换电流试验回路的分析与设计(2)

针对超高压直流输变电系统用的直流开关转换设备的检验检测如何在试验室实施,笔者通过对直流输电系统的运行工况及特性进行研究,依据电网参数及工况的要求定性试验方法或方式。通过对转换电流开断能力试验的相关分析及PSCAD仿真试验模拟,设计了两种试验回路以满足试验参数的要求,文中介绍其中之一合成试验回路的设计及分析,并进行计算,对其实施进行了必要的阐述和探讨。     

±800 kV特高压直流输电系统用直流断路器研究

本文详述了±800kV特高压直流系统用直流断路器的功能作用,介绍了直流断路器的工作原理及组成结构。依据实际特高压直流工程的有关条件与参数,应用PSCAD/EMTDC程序对直流断路器转换直流电流的过程进行了计算研究,获得了直流断路器的电流转换能力、恢复电压耐受能力及能量吸收能力等关键参数,为进行特高压直流工程用直流断路器的研制提供了依据。另外,文章还对直流断路器在试验室进行电流转换试验的试验方法与试验回路进行了分析和探讨。     

直流断路器电流开断试验技术与试验回路

随着直流电力技术的不断发展,直流断路器在高、低压直流电网中的重要性日益明显,直流断路器的试验技术与试验回路设计、实施也成为容量试验站研究的热点。文中分别讨论了中低压直流断路器、高压直流断路器的电流开断技术、开断要求,以及开断试验回路的设计、实施和试验技术。所设计的中低压直流断路器电流开断试验回路一期调试结果为额定电压2 kV、额定短路电流82.6 kA/峰值126.2 kA,完全满足1.8 kV/80 kA直流断路器的试验需求,此外根据设备参数理论上的试验容量可以满足额定参数4 kV/125 kA直流断路器的试验需求。进一步讨论了高压直流断路器电流开断的合成和直接试验回路,并给出了以直接试验回路进行试验时的典型试验结果。文中的研究内容为大容量试验站进行中低压和高压直流断路器电流开断试验回路设计和试验实施具有一定的参考价值。     

直流断路器用快速机械开关的试验研究

根据张北500 kV柔性输电工程及混合式直流断路器技术要求,分析了混合式直流断路器快速机械开关应用工况设计要求,并确定试验参数。提出了满足混合式高压直流断路器要求的快速机械开关动态耐压性能及满足系统工况要求特殊电流耐受试验原理的试验方法,设计了试验回路,分析了试验方法的可行性。该试验方法及回路设计对直流断路器的设计研发具有指导性。     

±550 kV直流GIS长期带电试验研究

直流GIS是实现未来轻型化、紧凑化海上换流平台以及海上换流平台向深远海发展的关键设备,在投入运行前对直流GIS进行实际工况的长期带电模拟试验,可以充分预测直流GIS在全工况下长期运行的相关性能,进而提升直流GIS投入运行后直流电网的安全可靠性。文中以±550 k V直流GIS作为研究对象,对其进行了相关介绍,提出了±550 kV直流GIS的长期带电试验方案,设计了长期带电试验回路并分析了回路中设备的选取方法,最后对±550 kV直流GIS开展了实际试验,验证了所提±550 kV直流GIS长期带电试验回路的可行性,为后续进一步开展直流GIS在全工况下长期运行时的相关性能研究工作奠定了坚实的基础。     

特高压直流输电系统的直流转换开关研制

高压直流转换开关是高压直流输电系统中的关键设备,直流电流的分断需要采取一定措施产生人工过零点以创造熄弧条件,这和交流电流的分断是不同的。以特高压直流输电工程为应用背景,计算得出用于特高压直流输电系统直流转换开关的研制目标;采用无源型自激振荡原理,和断口串联型式的技术路线;通过理论分析和仿真计算,合理选取特高压直流转换开关的元件参数。研究开发的分断试验回路对特高压直流转换开关分断直流电流的性能进行验证,结果表明:样机在20ms内能够成功分断5.3 kA的直流电流,分断性能达到要求;残压试验和能量吸收性能均通过试验验证。     

柔直工程500kV机械式直流断路器容量试验

机械式高压直流断路器是张北±500 kV柔性直流输电工程的关键设备,其技术性能的可靠性是张北柔直示范工程系统安全稳定运行的可靠保障。由于高压直流断路器的运行工况复杂,仅依靠仿真和计算无法实现其性能的有效考核,因此容量试验是考核直流断路器的短时电流耐受能力、以及短路工况下的开断和关合能力,以及额定电流和小电流开合能力的唯一有效方法。文中介绍了张北柔直工程用500 kV高压直流断路器的容量试验技术、试验参数要求,以及试验回路的设计与实施。文中的内容为了解、执行和研究高压直流断路器容量试验提供了参考与依据。     

昆柳龙混合直流工程的直流高速并联开关要求研究

直流高速并联开关在特高压混合直流工程中有着重要的作用,有必要对其制造要求进行研究。依据直流系统条件及运行需要,给出了直流高速并联开关在直流系统中的配置,对直流高速并联开关的计算条件及工况进行了说明。建立直流高速并联开关运行工况的等效回路,并在EMTDC中建立仿真计算模型,对位于柳北和龙门换流站的直流高速并联开关的稳态及暂态过程进行分析研究。根据研究结果初步确定了±800 kV直流工程中直流高速并联开关的关键技术参数,并提出了HSS与控制保护的配合原则,为昆柳龙混合直流输电工程制定设备技术规范提供了依据,也为类似的工程计算提供了参考。     

直流输电系统停运极中性母线开关闭合对控制保护系统的影响分析

针对兴安直流调试期间一起直流系统运行参数异常事件,通过分析高压直流输电系统极控基本策略及实现逻辑,找出运行参数异常的原因,并对直流保护影响方面进行了研究,同时结合实际直流运行数据,计算出了不同工况下直流运行参数波动幅度。这些分析和结论不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平,而且还对未来直流输电系统的设计和实施有一定的参考价值。     

柔性直流电缆及附件系统型式试验设计方法

为满足国内柔性直流输电工程对于电缆及附件产品试验评估的要求,以XLPE电缆在直流电场中的极性反转、长时间效应及不同外施电场下的畸变情况等相关研究为基础,建立了完善的高压直流电缆及附件的评估方法和试验系统,为此,结合±160 kV南澳柔性直流输电工程的要求完成电缆及附件产品型式试验的项目设计,搭建试验回路并选取参数进行型式试验,最终验证相应直流电缆及附件产品质量满足工程需求。     

直流输电系统停运极中性母线开关闭合对控制保护系统的影响分析北大核心CSCD

针对兴安直流调试期间一起直流系统运行参数异常事件,通过分析高压直流输电系统极控基本策略及实现逻辑,找出运行参数异常的原因,并对直流保护影响方面进行了研究,同时结合实际直流运行数据,计算出了不同工况下直流运行参数波动幅度。这些分析和结论不仅有助于提高直流输电系统的运行维护水平,而且还对未来直流输电系统的设计和实施有一定的参考价值。     

特高压直流输电系统中直流转换开关的电流转换分析与仿真

以±800kV 200MW锦屏一苏南特高压直流输电工程为背景,对直流转换开关系统中不同转换开关的工况进行分析和仿真计算。阐释了金属回线转换开关和大地回线转换开关在特高压直流输电系统运行方式转换中发挥的作用;分析了中性母线开关和中性母线接地开关在特高压直流输电系统应对故障时发挥的作用。以金属回线转换开关为例,着重分析了直流转换开关电流转换的过程,以及恢复电压水平对转换过程的影响。采用PSCAD／EMTDC仿真计算软件,对各直流转换开关承受的电气参数进行了仿真计算研究,给出了分断电流、恢复电压水平、能量吸收值等相关参数作为特高压直流转换开关系统的设计依据。     

一种直流融冰兼SVC阀组全工况运行试验系统

直流融冰兼静止无功补偿器（static var compensator,SVC）晶闸管阀组在直流融冰运行方式下和静止无功补偿运行方式下的运行工况完全不同,国内外尚无专门针对直流融冰兼SVC阀组运行试验的试验系统,给出了一种直流融冰兼SVC晶闸管阀全工况运行试验回路,分别介绍了该试验回路的主回路设计和控制系统设计。在此基础上完成了最大电流5 000 A、最大电压30 kV、最大故障电流100 kA的试验系统的开发,在该试验系统上完成了直流融冰兼SVC阀组的全部运行试验,试验结果表明,该试验系统能够满足用一套试验系来完成阀组在直流融冰模式和SVC模式下的所有运行试验,能够保证开发的直流融冰兼SVC阀组具备高可靠性。     

高压直流输电用无源型直流转换开关电弧电流特性研究

直流输变电系统用无源型高压直流转换开关是直流系统中的重要运行设备,其运行工况及工作特性极其特殊。笔者通过对高压直流转换开关工作原理及工况进行研究,并依据试验测得的断口电弧电流曲线的特征,对高压直流转换开关开断转换电流的电弧电流特性进行理论研究及分析,给出了电弧电流特性函数,指出高压直流转换开关开断的关键点是断口的弧阻小,变化率大,L1C1辅助支路频率高,才能开断较大的直流电流。     

高压直流转换开关和试验回路的研究

针对高压直流转换开关电流转换能力的验证问题,设计出一种试验样机和一种低频大电流发生电路,进行了不同转移回路参数配置、分闸速度、压气缸直径、气体压力等多种条件下的电流转换试验研究,得出了各因素对直流电流转换的影响,研究能够为产品设计提供技术指导。     

多端直流输电系统主回路设计研究

多端直流输电系统因其结构灵活、经济性高而备受关注。多端直流输电系统因运行方式灵活,主回路关键设备参数选择和主回路状态计算需要考虑更多因素。本文从分析多端直流的系统运行条件入手,分析了多端直流的系统运行方式和控制方式。接着剖析了多端直流关键设备参数的限制因素,提出了适用于多端直流主回路关键参数的计算方法。构建了直流网络的潮流计算方程,提出了约束条件的调节方法。最后通过设计实例验证了所提方法的有效性。该方法为多端直流输电系统的设计提供了技术手段和支撑。     

高压直流输电系统直流谐波阻抗的解析计算及谐振分析研究

研究了常规高压直流输电系统直流回路谐波谐振问题。采用解析计算的方法,对典型高压直流输电系统的直流回路谐波阻抗进行数学建模。基于状态空间模型得到了直流谐波阻抗的解析表达式,形成了直流回路阻抗频谱,并通过PSCAD软件对所提模型进行了验证。分析了系统各环节参数与直流谐波阻抗的耦合关系。提出了采用调整控制参数实现直流回路谐振宽频抑制的方法,并通过电磁暂态仿真对所提方法进行了验证。结果表明,所提方法可有效提升高压直流系统的直流谐振抑制能力和安全稳定运行水平。     

高压直流转换开关辅助回路振荡特性参数的检测与分析

为实现高压直流转换开关的可靠操作,在高压直流转换开关类型、结构原理及转换过程数学模型研究的基础上,研究开发了1套高压直流转换开关辅助回路振荡特性参数的现场测试系统。结合±800 kV雁门关换流站系统通过分析高压直流转换开关类型及结构原理,给出辅助回路振荡特性参数测试的试验原理及测试方法,完成直流场4种直流转换开关辅助回路电容和电流衰减特性的测试,并计算给出辅助回路衰减周期、振荡频率、回路电感、回路电阻等参数值。结果表明4种直流转换开关辅助回路的振荡特性参数满足高压直流输电系统的要求,同时也证明了该测试方法及试验系统的有效性及正确性,为下一步直流转换开关辅助回路振荡特性参数现场试验应用提供依据。     

多端直流用直流高速开关（HSS）关键性能考核技术研究综述

多端直流输电技术可有效缓解中国输电走廊紧缺问题,并解决大规模的清洁能源并网,通过配置直流高速开关（high-speed switch,HSS）,可实现多端直流系统第三站的在线投退及直流线路故障快速隔离。但目前国内缺乏±800 kV HSS设备的制造技术与试验经验。为掌握核心技术,文中首先简要介绍多端直流输电工程对HSS的功能需求,提出HSS的运行工况及关键技术参数。其次,着重介绍研制±800 kV HSS特殊性能验证试验,包括长时燃弧耐受关键技术及无震荡回路开断直流关键技术及其研究现状,提出了±800 k V HSS关键性能的考核方法和型式试验要求,并对其下一步的研究方向给出了建议。     

采用时域仿真的高压直流输电直流回路谐振特性分析

直流输电系统设计时需要考虑直流回路的谐振特性。首先给出了任意频率下直流回路阻抗的定义,然后提出了利用测试信号法并基于时域仿真计算直流回路阻抗频率特性的方法。通过对一个典型±500 kV直流输电示例系统的分析,研究了交流系统短路比、交流侧滤波器容量和类型、换流变压器短路压降、触发控制角、直流输送功率、平波电抗器电感值、直流滤波器配置组数、直流输电线路长度以及直流系统运行模式等因素对直流回路阻抗频率特性的影响。另外,对设计中的糯扎渡-广东±800 kV特高压直流工程的直流回路谐振特性进行了分析。研究结果为通过调整直流系统不同元件参数来改变直流回路的谐振特性指明了方向。