±800 kV糯扎渡直流输电工程孤岛运行过电压水平

孤岛运行作为±800 kV糯扎渡直流输电工程设计运行方式之一,能够提高系统的稳定水平,但必须以解决过电压问题为前提。对糯扎渡直流工程孤岛方式下的过电压水平进行了计算,结果表明:各种故障工况下操作过电压水平均满足规程要求,最大仅为1.62 p.u.;交流滤波器-电容器断路器断口暂态恢复电压最大值不超过1 305 kV,可选择双断口断路器;靠直流站控分时切除滤波器-电容器功能,各种工况下的最大工频暂态过电压达1.39 p.u.,此值较大但持续时间不超过500 ms,在设备可耐受能力之内;A型避雷器最大吸收能量99 kJ,占标称设计值的2.2%。因此,糯扎渡直流输电工程孤岛运行方式下的过电压水平在完全可控范围之内。     

昭通—从化直流输电工程孤岛运行时换流站交流过电压水平研究

孤岛运行作为昭通—从化±500 kV同塔双回直流输电工程的设计运行方式之一,能够有效地提高南方电网的稳定水平,但必须以解决换流站交流过电压问题为前提。对该工程孤岛方式下的交流过电压水平进行了计算,结果表明:换流母线最大操作过电压水平为1.68 p.u.,满足规程要求;暂时过电压水平最高达1.49 p.u.,采取措施后其持续时间短,满足设备要求;小组交流滤波器/电容器开关断口暂态恢复电压最大值不超过1 329 kV;考虑发生概率很小的双回直流双极ESOF这一苛刻工况,A型避雷器最大吸收能量为3 617 kJ,裕度39.7%。因此,孤岛运行方式下设备的过电压水平、避雷器能耗以及小组滤波器/电容器开关断口暂态恢复电压均满足要求。     

云广特高压直流线路孤岛运行方式过电压保护方案

云广直流孤岛运行方式下发生直流双极闭锁时将在送端换流站交流系统产生幅值很高的过电压,孤岛运行过电压水平控制是决定能否孤岛运动的关键闪素。基于此,利用EMTDC计算了不同运行方式下楚雄换流站交流侧的过电压水平、避雷器工况、交流滤波器断路器断口暂态恢复电压及容性开断电流等,并根据过电压计算结果对A型避雷器、交流滤波器断路器等电气设备和安稳控制保护系统提出了相关要求,设计了过电压保护实施方案。仿真计算结果表明,该实施方案可行、有效,可确保孤岛运行方式下系统和设备安全。     

云广特高压直流输电线路孤岛运行过电压及抑制

云广直流孤岛运行方式下发生直流双极闭锁时将在送端换流站交流系统产生幅值很高的过电压,孤岛运行过电压水平控制是决定能否孤岛运行的关键因素,因此利用EMTDC计算了不同运行方式下楚雄换流站交流侧的过电压水平、避雷器工况、交流滤波器断路器断口暂态恢复电压及容性开断电流,并分析比较了各种不同的过电压抑制措施,提出了利用换流变磁饱和特性短时限制过电压的措施方案和电气设备的技术参数要求,同时还探讨了直流闭锁后换流变和交流滤波器切除时间等对过电压的影响。     

云广直流系统闭锁过程对其孤岛运行方式过电压水平的影响

孤岛运行作为云广特高压直流输电工程的设计运行方式之一,能够有效地提高南方电网的稳定水平,但必须以解决过电压问题为前提。研究了云广特高压直流系统的闭锁方式及快速移相速度对孤岛运行方式下过电压水平的影响,结果表明：大组滤波器切除后延时切除换流变是限制孤岛方式下过电压水平的重要措施;先降电流定值后快速移相的保护闭锁逻辑与直接快速移相的保护闭锁逻辑相比,能大幅度减小双极Block时避雷器的吸收能量;减小快速移相速度对限制双极ESOF时的过电压水平和降低避雷器吸收能量是有利的。     

云广直流系统闭锁过程对其孤岛运行方式过电压水平的影响

孤岛运行作为云广特高压直流输电工程的设计运行方式之一,能够有效地提高南方电网的稳定水平,但必须以解决过电压问题为前提.研究了云广特高压直流系统的闭锁方式及快速移相速度对孤岛运行方式下过电压水平的影响,结果表明:大组滤波器切除后延时切除换流变是限制孤岛方式下过电压水平的重要措施;先降电流定值后快速移相的保护闭锁逻辑与直接快速移相的保护闭锁逻辑相比,能大幅度减小双极Block时避雷器的吸收能量;减小快速移相速度对限制双极ESOF时的过电压水平和降低避雷器吸收能量是有利的.     

溪洛渡右岸送电广东双回直流孤岛运行时昭通换流站侧过电压水平研究

溪洛渡右岸送广东直流工程在孤岛运行方式下发生双回双极闭锁时,将在送端昭通换流站产生较大的过电压,其过电压水平以及交流滤波器断口和避雷器相应工况将决定孤岛运行的安全稳定性。为此,笔者结合溪右直流工程实际接线方式,分析了不同孤岛运行方式与滤波器配置方式,利用PSCAD/EMTDC,研究了双回同时双极闭锁(ESOF或BLOCK)、双回相继双极闭锁以及送受端交流系统故障情况下的昭通换流站交流侧的过电压水平与避雷器工况,针对采取切除小组交流滤波器和切除大组滤波器措施时,并考虑了一组切除时间早于其他小组半个周波情况,研究分析了断路器断口暂态恢复电压及容性开断电流对孤岛运行的影响。通过系统地仿真计算,研究结果为实际直流系统现场运行提供技术依据,对于孤岛运行故障的应对等具有重要的工程借鉴意义。     

±1 100 kV直流滤波器典型故障过电压特性研究

为了研究±1 100 k V直流滤波器典型故障过电压的特点及其相应的保护措施,针对±1 100 k V昌吉-古泉直流输电工程,利用PSCAD计算并分析了双极全压运行方式、单极大地回线和单极金属回线运行方式下直流滤波器短路、滤波器高低压电容器组分别击穿等滤波器典型故障产生的过电压及其暂态特性,并在最具代表性的故障情况下,研究了避雷器对过电压特性的影响。基于此,进一步研究了保护控制策略对过电压与能量的影响。结果表明,整流侧发生直流滤波器短路故障时,过电压更为严重;单极金属回线下发生直流滤波器短路故障时,过电压更为严重且避雷器吸收能量过大;增设避雷器与保护控制后,关键节点的过电压值均低于该处的绝缘水平,避雷器吸收的能量也未超过其吸收能力。     

±1100 kV特高压直流输电工程直流滤波器过电压与绝缘配合

直流滤波器是直流输电工程直流场的重要设备之一.详细分析了直流滤波器避雷器配置方案及参数选择过程,给出了避雷器参数选择的具体表达式.研究了对直流滤波器绝缘水平起决定性作用的故障工况：直流极线接地短路、直流极线侵入操作波;建立了这2种故障工况计算模型,模型中需要考虑故障点到直流滤波器高压端之间的故障电感.基于具体±1100kV特高压直流输电工程,对直流滤波器设备进行过电压计算.计算结果给出了滤波器各设备的最大暂态过电压,进而根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,为设备选型和制造提供依据.     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障舷

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障.首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况.结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76 p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值.     

相模变换法分析特高压直流输电线路接地故障

为研究双极运行的特高压直流输电系统中单极接地故障过电压,采用相模变换法分析了双极运行的特高压直流输电系统单极接地故障。首先建立故障时的模量电路,分析线路不同端口性质下健全极过电压的波形特征和幅值,然后结合模量电路分析,以云广直流输电工程为对象,建立了双极直流输电系统的单极接地故障模型,计算和分析了多种因素如故障接地电阻、直流滤波器的工作状态、平波电抗器的布置方式等的影响以及故障时健全极沿线的过电压幅值分布情况。结果表明,直流滤波器的投入与否将改变直流线路端口的阻抗性质,对故障时的过电压影响显著:投入直流滤波器时,中点接地故障时健全极过电压最大可达1.76p.u.,平波电抗器布置方式对健全极过电压幅值无影响;未投入直流滤波器时,平波电抗器布置方式将直接影响到健全极过电压的幅值。     

特高压直流保护与避雷器动作特性配合分析

随着电压等级升高,特高压直流输电工程的过电压水平也明显增大,而直流控制保护整定和避雷器参数配置又都是从各自的角度出发进行选择的,因此,十分有必要对控制保护与避雷器动作特性的配合进行研究。用于特高压直流换流站绝缘配合研究的控制策略往往采用国际大电网会议（international council on large electric systems, CIGRE）推荐的简化控制策略,基于简化控制策略的保护动作时序和实际有一定差异,会对过电压和避雷器的仿真结果有较大影响。基于云广特高压直流输电工程实际控制保护策略,通过理论分析和仿真研究了交流侧相间冲击、最高YY换流变阀侧接地和金属回线开路3种典型过电压工况,对比了云广特高压工程实际控制保护不同的时延对避雷器动作特性的影响。在这3种工况下,云广特高压工程实际控制保护策略与避雷器配合满足运行要求,保护时延还有一定的可调节裕度,可供其他直流工程参考借鉴。     

750 kV/±800 kV输电工程交流滤波器暂态定值研究

特高压直流输电工程换流器运行中会产生大量谐波,对电力系统稳定和通信线路运行等均会造成不良影响.加装交流滤波器可以有效地降低换流器谐波危害,提高系统运行可靠性,同时补偿换流器运行中所需的无功.为了使交流滤波器在各种工况下都能安全运行,必须合理地配置避雷器并确定交流滤波器的绝缘配合方案.750 kV/±800 kV接入方案是±800 kV特高压直流输电工程最新的接入交流方案,首次根据特高压直流输电工程功能规范书的要求和交流滤波器元件参数特性,选取最严酷的运行工况,计算了交流滤波器暂态负荷情况,研究了交流滤波器内各元件电容、电抗、电阻以及避雷器的暂态电流、电压和能量,确定了交流滤波器各元件的绝缘水平和避雷器参数配置.研究表明,±800 kV特高压直流直接接入750 kV交流系统,合理配置交流滤波器避雷器可以有效降低滤波器设备内各元件的保护水平,同时满足特高压直流输电工程安全运行要求.研究结果可为工程建设提供技术支持.     

向家坝—上海±800kV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。     

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。     

基于实时数字仿真器的云广特高压直流系统孤岛运行仿真

云广特高压直流系统输送功率大,送端换流站远离电站而且靠近云南电网昆明负荷中心,交流系统相对较弱,特高压直流系统在失去与云南主网相连的全部500kV联络线后,系统将进入孤岛运行方式。为此,采用实时数字仿真器和特高压直流保护控制软件搭建了详细的实时闭环仿真系统模型,对云广特高压直流系统进入孤岛运行过程进行仿真分析,研究云广直流系统进入孤岛方式运行交直流系统的暂态稳定性能,并对交流系统和直流系统故障过程进行了仿真,分析系统故障后交流系统电压和频率的暂态特性以及交直流控制系统的动态性能。通过仿真验证了云广特高压直流在孤岛运行方式下,系统仍具有良好的动态性能,对实际的工程具有重要指导意义。     

直流输电换流站交流滤波器的避雷器参数选择

研究了直流输电工程中交流滤波器的避雷器参数选择.依据滤波器各元件上的谐波频谱,使用带一定裕度的谐波叠加算法计算了最大持续运行电压,确定保护滤波器的避雷器参考电压.利用PSCAD建立滤波器暂态模型,研究了操作过电压和接地故障下避雷器的保护水平.最终确定了避雷器的技术参数要求.     

±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。     

杂散电容对交流滤波器用避雷器电气应力计算的影响分析

交流滤波器是直流输电系统的重要组成部分,其各部分准确的电气应力,即过电压、电流和吸收能量仿真计算是绝缘设计及安全稳定运行的基础,为此提出杂散电容对交流滤波器用避雷器电气应力计算的影响分析方法。首先基于三维有限元仿真软件和PSCAD电磁暂态仿真程序,建立交流滤波器各设备间的杂散电容计算模型和电磁暂态仿真计算模型;然后对比分析杂散电容对滤波器投入及接地故障工况下的各小组滤波器的避雷器电压、电流及吸收能量的影响。仿真结果表明:考虑滤波器设备间的杂散电容后,避雷器电压幅值增加2.1%～9.6%,电流幅值增加5.7%～162.5%,能量增加2.4%～281.8%,但绝对值增加不明显;因此涉及避雷器精确计算的场合中可以充分考虑杂散电容的影响,但在避雷器绝缘裕度较大的设计场合,为了降低计算难度也可以忽略杂散电容。     

750kV/±800kV输电工程交流滤波器暂态定值研究

特高压直流输电工程换流器运行中会产生大量谐波,对电力系统稳定和通信线路运行等均会造成不良影响。加装交流滤波器可以有效地降低换流器谐波危害,提高系统运行可靠性,同时补偿换流器运行中所需的无功。为了使交流滤波器在各种工况下都能安全运行,必须合理地配置避雷器并确定交流滤波器的绝缘配合方案。750kV/±800kV接入方案是±800kV特高压直流输电工程最新的接入交流方案,首次根据特高压直流输电工程功能规范书的要求和交流滤波器元件参数特性,选取最严酷的运行工况,计算了交流滤波器暂态负荷情况,研究了交流滤波器内各元件电容、电抗、电阻以及避雷器的暂态电流、电压和能量,确定了交流滤波器各元件的绝缘水平和避雷器参数配置。研究表明,±800kV特高压直流直接接入750kV交流系统,合理配置交流滤波器避雷器可以有效降低滤波器设备内各元件的保护水平,同时满足特高压直流输电工程安全运行要求。研究结果可为工程建设提供技术支持。