±1100kV分层接入换流站短路电流计算及地网设计研究

短路电流计算及接地设计是工程设计的重要内容,对换流站的安全稳定运行具有重要意义。基于±1100 k V分层接入的特高压古泉换流站,对各种短路电流进行了计算,并在考虑了避雷线、变压器中性点等对短路电流的分流作用后,计算了换流站的入地短路电流。根据入地短路电流计算结果,给出了换流站接地网设计方案及其安全性评价。对于分层接入的换流站,应对不同的交流母线,基于换流站各类运行工况计算不对称短路电流,并取最大值校验地网设计指标。     

通过直流海底电缆实现闽台电网互联的探讨

探讨了福州和厦门所建设的两个换流站,用两回路海底电缆与台北和高雄换流站连接,实现闽台电网的不同频率互联,增强电网的稳定性,促进福建与台湾的经济交往。介绍了基于海底电缆的直流输电系统的构成,以及换流站、整流逆变站、接地极、接地极线路的设计选择。     

±800 kV换流站无线电干扰研究

分析了特高压直流换流站的无线电干扰源及其传播方式,以拟建中的±800 kV向家坝—上海直流输电工程为例,进行换流站无线电干扰的预测方法研究和计算：分析了干扰电压源、建立了高频模型,优化了无线电干扰(radio interference,RI)滤波器的设计。结果表明：换流站总无线电干扰以及交流、直流线路和接地极线路的无线电干扰频谱均随频率升高而下降;合理装设RI滤波器后,规定测量位置的无线电干扰水平基本上都小于40 dB;±500 kV换流站的无线电干扰限值可以作为±800 kV换流站的无线电干扰控制限值。文章还给出了减少换流站无线电干扰的相关建议。     

Radio frequency spectral characteristics of an HVDC converter station

The radio frequency (RF) energy levels in a DC converter switchyard and valve halls have been measured in order to gain insight into the RF performance of converter stations. Detailed extended spectral records were taken at selected points within the valve halls, and at selected points and traverses in the DC yard to establish the converter station characteristic or signature. The purpose of the study is the detection and absolute quantification of the electric and magnetic field strengths at the test locations. To obtain the maximum amount of information about a converter pole when it is considered as an RF source, swept frequency (broad band) noise measurements were selected as the prime records for the analysis of the performance. The principal source of the RF noise is clearly the igniting valve.Several observations were made based on the measurements related to the initial slope of the voltage collapse recorded within the valve hall, the role of the distant grounding electrode, and the ignition pulse that produces an ω^?2 spectral decay.The information will prove useful for (a) identification of the phenomena or station components shaping the station signature, (b) potential RF filtering applications in transmission line carrier bands, (c) the comparison of field and model tests performed by similar but scaled instrumentation systems.     

基于Db小波变换的直流系统的研究

直流系统的可靠性和安全性对于发电站、变电所的各种负载装置的正常运行有重要的影响,与电网的安全生产息息相关。低频信号注入法作为常用的直流系统接地故障检测方法之一,容易受到对地电容的影响而影响检测的准确性,针对这一问题,深入分析低频信号注入法的原理及存在问题,提出在低频信号注入法的基础上,用小波变换原理,选取适当的小波函数,对提取的信号进行分析和处理。仿真结果表明,该方法可以有效消除对地电容对直流检测的影响,为实现接地故障点的准确定位奠定基础。     

闽-台电网异频率直流互联的可行性研究

高压直流输电的超远距离、超大容量和低损耗的送电能力,使其成为电力电子应用技术最为活跃和重要的研究领域之一。对利用直流电缆输电,实现闽台电网的不同频率互联,增强电网的稳定性,保障闽台电网安全运行进行了研究后,得出的闽台直流联网系统应包括换流站、整流逆变站、接地极与接地极线路等。拟在福州和厦门建设两个换流站,使用两回路海底电缆连通台北和高雄换流站,实现相互送电,此研究对海底直流联网具有实际意义。     

基于直流高速开关的换流站在线投退策略

特高压多端直流工程中,采用直流高速开关(HSS)配合全/半桥混合模块换流阀的方式来实现直流故障清除和换流站在线投退是现有技术水平下的较佳选择,但HSS极弱的直流电流分断能力对控制保护设备提出了苛刻要求,且该方式下的换流站在线投退策略尚未见报道。基于HSS的电气特性和混合模块换流阀的能力,分析了多端直流系统中HSS的配置原则并设计了HSS典型电路;研究了基于HSS的换流站在线投退策略和多电压源换流器(VSC)换流站协同充电方案;为了保障系统和设备安全,提出了HSS的详细保护策略和动作结果。所提策略均已在昆柳龙混合直流工程中进行了应用,研究结果可为多端直流工程的单站投退方案提供借鉴和参考。     

电压源换流器接地方式对直流配电系统的影响

针对低压直流(Low Voltage Direct Current, LVDC)配电系统分析比较了电压源换流器不同接地方式的优缺点。分别在换流器电容中点直接接地和高阻接地方式下,对换流器交流出口处不对称故障特性和直流线路单极接地故障特性进行了分析,并建立LVDC电磁暂态模型进行了仿真研究。对比系统不同工况下的暂态性能可知,电压源换流器电容中点高阻接地方式优于直接接地方式。高阻接地的方式对限制故障电流更为有利,同时也有利于直流配电系统故障消除后的快速恢复,这为未来直流配电系统保护方案的配置奠定了基础。     

基于模块化多电平换流器的多端柔性直流系统接地方式

对舟山多端柔性直流输电系统的接地方式进行了研究,确定了各换流站应采取的接地方式,其中定海和岱山换流站推荐联结变阀侧采用星形电抗＋中性点电阻接地的方式,衢山、洋山和泗礁换流站推荐采用Y/Y型联结变＋阀侧绕组中性点电阻接地方式.在确定各换流站接地方式的基础上,计算确定了换流站设备的过电压和绝缘水平,其中定海和岱山换流站联结变网侧为220 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为950 kV,其他三站联结变网侧为110 kV交流系统,推荐的设备雷电冲击绝缘水平为450 kV;五端换流站联结变阀侧及直流侧的额定电压基本一致,联结变阀侧交流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV,200 kV直流母线的雷电和操作冲击绝缘水平推荐为650 kV（或750 kV）和550 kV.     

基于两电平电压源型换流器的直流微网交直流侧接地方式

随着分布式能源、直流负荷、变频负荷及电压敏感负荷的快速发展,直流微网将在未来电网中得到广泛应用。现阶段直流微网的接地设计尚无统一规范,国内各示范工程采用的接地方式也各有所异。本文针对基于两电平电压源型换流器的直流微网,从交直流侧谐波的角度分析了各种接地方式的利弊,推荐交流侧采用换流器LCL滤波器的滤波电容中性点接地方式,直流侧采用直流电容中性点接地方式。实际工程中接地方式的选取需考虑多个方面的因素,因此本文结论不可作为直流微网接地设计的评判标准,但可为设计人员提供参考。     

MMC型柔性直流输电系统三次谐波注入调制策略的可行性

介绍了模块化多电平换流器的基本工作原理和三次谐波注入调制策略实现方式,理论分析了三次谐波注入调制策略对换流器接地方式的要求,该调制策略只适用于直流侧接地方式的柔性直流换流器。此外,还分析了三次谐波注入调制策略对子模块电容电压波动以及桥臂电流有效值和峰值的影响,该调制策略会在子模块电压中引入较小的三、四次谐波,大幅度减小基波幅值,从而导致其波动范围变小,有助于提高换流阀电压安全裕度;同时,还会减小桥臂电流有效值和峰值,有利于提高换流阀电流安全裕度。最后搭建了RTDS仿真模型并验证了理论分析的正确性。     

葛洲坝和南桥换流站一次设备运行情况和健康水平评估

对葛洲坝和南桥换流站投运至今一次设备的运行情况进行了综述，并着重对一次设备故障导致系统被迫停运的原因进行了评估。根据历年一次设备故障导致系统停运次数无明显变化的事实，明确指出，在长期大负荷下，葛洲坝和南桥换流站直流系统尚难以显提高其安全运行的可靠性。目前，对安全运行威胁最大的是直流、交流滤波器和可能已存在隐患的换流变压器及直流设备的充油套管、可控硅阀等设备。最后，介绍了二换流站国产设备(部件)的试运行效果。     

±800kV天—中直流对哈密电网变压器直流偏磁的影响

±800 kV天—中特高压直流工程在调试期间,为研究天中直流在单极大地方式运行时对新疆电网变压器直流偏磁的影响,新疆电网进行了变压器直流偏磁带电测量工作,尤其是对天山换流站所在的哈密地区电网直流偏磁进行了多点测量,并通过交流电网直流电流分布计算软件仿真计算分析新疆哈密电网变压器直流分布的情况。仿真表明,在天中直流大功率单极大地运行时,天山换流站周边近区的变电站中性点接地的变压器直流电流较大,实测发现某些天山换流站接地极周边近区变压器中性点的偏磁电流较大,与仿真结果基本相符合,严重威胁主变压器偏磁运行,后期通过在直流电流过大的主要变压器加装了直流偏磁抑制装置,大大降低了变压器中性点的偏磁电流,提高了哈密地区电网的安全性和可靠性。     

一种考虑接地极选址及受端电网结构的偏磁电流减小方法

基于受端电网的结构和接地极的位置对直流偏磁电流的影响,分别分析了交流电网各变电站不同联结方式下,换流站和相邻交流变电站在典型连接结构下的直流偏磁电流(DCBC)水平.分析了影响换流变压器和交流变压器DCBC值的因素,阐述了接地极选址及受端电网结构对变压器DCBC值的影响机理.考虑到受端电网结构和接地极的位置选择,提出了...     

苏州同里±10 kV柔性直流配电系统直流故障特性研究

基于苏州同里±10 kV直流配电系统参数,针对直流单极接地和极间短路故障暂态特性进行了研究。采用示范工程系统结构及控制策略,利用PSCAD建立了电磁暂态模型,针对系统交流侧、换流器侧、直流侧和负荷侧进行了故障过电压、过电流研究,分析了接地电阻对直流侧电压和电流的影响。结果表明：系统直流侧发生单极接地故障时,交流侧出现持续直流分量,换流器不闭锁,DC-DC变换器高压侧电容放电;故障接地电阻对直流侧电压、电流影响大;极间短路故障产生严重过电流,将触发换流器过电流保护,导致换流器闭锁;故障电流是产生过电压的重要原因;电感元件两端过电压较大,极间故障对系统交流侧影响较小。     

LCC-FHMMC混合直流输电系统阀侧故障特性及保护策略

送端采用电网换相换流器(LCC)、受端采用半桥与全桥混合型模块化多电平换流器(FHMMC)的LCC-FHMMC混合直流输电系统,在受端发生阀侧单相接地故障时,具有与半桥或全桥型MMC不同的故障特性.分别从交流电源贡献、直流电源贡献以及高低端阀组差异3个角度对阀侧单相接地故障下子模块过电压机理进行了分析.随后,针对FHMMC混合直流输电系统直流侧无直流断路器的特点,提出了一种基于选相型单向晶闸管旁路支路的故障隔离策略,以及适用于LCC-FHMMC混合直流输电系统阀侧单相接地故障的保护策略.最后,基于PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了相关模型,通过仿真验证了理论分析的正确性以及所提保护策略的有效性.     

柔性直流电网结构对单极接地故障过电压的影响

柔性直流电网的优势之一是其运行方式灵活可变,考虑到未来在检修等工况下系统可能采取不同的电网结构继续运行,而对于采用架空线的柔性直流电网,直流线路极易发生单极接地故障,因此有必要对不同电网结构下直流线路单极接地故障的过电压水平进行研究。搭建了基于环型四端柔性直流工程的过电压仿真模型,研究了柔性直流电网直流侧接地故障下的暂态过电压特性,计算分析了直流线路发生单极接地故障时,4种柔性直流电网结构下换流站内、外关键节点和设备上的过电压水平。研究表明,伪U型结构下系统的过电压水平相对较低,折线型和真U型电网结构下系统的过电压水平相对较高。不同电网结构对换流变压器阀侧对地电压和换流站母线过电压的影响规律相似。     

三峡直流换流站等值附盐密度取值的研究

针对宜昌市大气污染和三峡换流站站址附近污秽状况,结合短峡换流站附近交、直流设备盐密测量和运行经验以及宜昌气候特征,提出了三峡换流站适用的等值附盐密度值,并在此基础上提出了交、直流户外设备外绝缘的有关结构参数。     

Effects of DC ground electrode on converter transformers

The effects of transferred DC voltage to a converter station ground from the DC ground electrode were studied with a time-domain analysis model of a converter substation and interconnected system. The model explicitly represents all grounds of the system (AC and DC) and the nonlinear magnetization characteristics of the converter transformer. The transferred DC voltage from DC ground electrode to station ground has been shown to cause the flow of direct current in the windings of the converter transformer. The effects of these currents have been studied with a parametric analysis. The major parameters considered were the separation distance between station ground and DC ground electrode, and the source voltage. The study suggests that for separation distances larger than 10000 feet, the transferred DC voltage to the station ground is less than 1% of the DC ground potential rise. For smaller separation distances, a substantial percentage of the DC ground potential rise is transferred to the station ground, which causes the flow of direct current in the winding of the converter transformers     

±1100 kV古泉换流站接地极对变压器直流偏磁的影响

文中对±1100 kV古泉换流站接地极周边变压器及变电站地网进行了直流偏磁影响研究,根据周边交流电网中变压器的直流偏磁电流分布进行分析,建立相应的直流电阻网络耦合模型,并结合变压器直流偏磁的耐受电流限值,提出相应的变压器直流偏磁治理范围及直流偏磁治理方案,为华东地区的接地极选址提供参考。