基于VSC-HVDC输电的直流电缆护套过电压建模

高压柔性直流(voltage-sourced converter-based high voltage direct current,VSC-HVDC)输电的直流电缆发生护套过电压可使屏蔽层击穿,导致电缆报废。为此,基于导纳矩阵,建立了直流陆缆的数学模型,给出了各参数的计算方法;同时,依托于厦门高压柔性直流输电示范工程,通过陆缆的级联模型和简化的交流源放电电路对不同工况的比较,具体地仿真分析了电缆主绝缘击穿时金属护套上的过电压特性。结果表明:分布参数电缆的模块化级联模型能够用于电缆主绝缘击穿时的仿真计算;高压柔性直流输电系统中当陆缆主绝缘击穿时,其护套过电压为高频电压,且达到kV量级,持续时间仅为2~3 ms;故障点距离换流站越近,护套过电压产生的应力就越大。因此,高压直流电缆的设计中必须考虑护套过电压保护,以确保屏蔽层不被击穿。