特高壓直流輸電系統(tǒng)換流站操作過電壓機理與絕緣配合研究.pdf

1、我國能源與負荷空間分布不均衡，需要實施“西電東送”、“北電南供”將西部、北方的電能輸送到東部南方負荷集中的地區(qū)。特高壓直流輸電以其適合大容量、遠距離輸電的優(yōu)勢成為實施該戰(zhàn)略工程的首選方案，其穩(wěn)定運行對我國輸電系統(tǒng)穩(wěn)定有著非常重要的意義。操作過電壓與絕緣配合研究是特高壓直流輸電系統(tǒng)研究的重要課題，完善的過電壓防護與合理的絕緣設計可以在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下有效地降低設備制造成本以及建設成本。本文的主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)以向

2、家壩——上?！?00kV特高壓直流輸電工程為例，介紹了特高壓直流系統(tǒng)的主要設備及其參數(shù)，給出了其系統(tǒng)運行主參數(shù)的計算方法，列出了相應參數(shù)的取值及計算公式，對該工程的主要參數(shù)進行了計算，提供了操作過電壓計算時所選用的系統(tǒng)運行條件，并給出了該工程的避雷器布置方案及主要避雷器參數(shù)。
　　(2)闡述了特高壓直流輸電系統(tǒng)操作過電壓仿真模型的搭建思路，列出了組成仿真模型的功能模塊的分工及模型層次結構，提出了實現(xiàn)建模的關鍵環(huán)節(jié)及其作用和實現(xiàn)參數(shù)

3、，給出了直流控制系統(tǒng)各控制模塊環(huán)節(jié)間的配合關系及相應的邏輯結構。
　　(3)根據(jù)特高壓直流換流站內(nèi)不同設備上操作過電壓的工況，分別對交流母線操作過電壓、交流濾波器內(nèi)部操作過電壓、換流閥過電壓、換流器母線過電壓、直流極母線過電壓、直流中性線過電壓和直流濾波器內(nèi)部操作過電壓進行了詳細仿真分析計算，計算了各操作過電壓的幅值、相應避雷器中流過的能量。分析了各種操作過電壓的產(chǎn)生機理、發(fā)展過程以及特點，提出了研究各操作過電壓時應選取的最嚴重工

4、況條件，并根據(jù)其產(chǎn)生機理及特點，分別提出了相應的限制措施，討論了直流系統(tǒng)控制保護策略在操作過電壓限制中的應用思路。
　　(4)結合已建成投運的向家壩——上海和云南——廣東±800kV特高壓直流工程，介紹了直流換流站內(nèi)各關鍵點的避雷器保護配合方案，討論了這兩個典型工程換流站內(nèi)各主要設備的絕緣配合結果。根據(jù)這些實際工程數(shù)據(jù)為例提出了特高壓直流換流站絕緣配合的兩個關鍵原則:一是對于運行電壓較高的設備，盡量降低其絕緣水平;二是對于運行電壓

5、很低的設備，其絕緣配合重點應考慮保護這些設備避雷器的運行穩(wěn)定性，從而通常會設置較高的絕緣水平。
　　(5)結合正在研究中的更高電壓等級±1100kV特高壓直流輸電工程，對該電壓等級下的直流輸電系統(tǒng)操作過電壓及絕緣配合進行分析討論，并根據(jù)前述章節(jié)分析的過電壓機理，比較了在±800kV和±1100kV兩個電壓等級下操作過電壓的異同，得出了各主要操作過電壓及其能量隨電壓等級變化的規(guī)律。通過比較兩種電壓等級下的絕緣配合方案，結合前述章節(jié)對