特高壓直流輸電系統(tǒng)換流站操作過電壓機(jī)理與絕緣配合研究.pdf

1、我國(guó)能源與負(fù)荷空間分布不均衡，需要實(shí)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(fù)荷集中的地區(qū)。特高壓直流輸電以其適合大容量、遠(yuǎn)距離輸電的優(yōu)勢(shì)成為實(shí)施該戰(zhàn)略工程的首選方案，其穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)我國(guó)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(hù)與合理的絕緣設(shè)計(jì)可以在保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提下有效地降低設(shè)備制造成本以及建設(shè)成本。本文的主要研究?jī)?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(shè)備及其參數(shù)，給出了其系統(tǒng)運(yùn)行主參數(shù)的計(jì)算方法，列出了相應(yīng)參數(shù)的取值及計(jì)算公式，對(duì)該工程的主要參數(shù)進(jìn)行了計(jì)算，提供了操作過電壓計(jì)算時(shí)所選用的系統(tǒng)運(yùn)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(jié)構(gòu)，提出了實(shí)現(xiàn)建模的關(guān)鍵環(huán)節(jié)及其作用和實(shí)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(guān)系及相應(yīng)的邏輯結(jié)構(gòu)。
　　(3)根據(jù)特高壓直流換流站內(nèi)不同設(shè)備上操作過電壓的工況，分別對(duì)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(jìn)行了詳細(xì)仿真分析計(jì)算，計(jì)算了各操作過電壓的幅值、相應(yīng)避雷器中流過的能量。分析了各種操作過電壓的產(chǎn)生機(jī)理、發(fā)展過程以及特點(diǎn)，提出了研究各操作過電壓時(shí)應(yīng)選取的最嚴(yán)重工

4、況條件，并根據(jù)其產(chǎn)生機(jī)理及特點(diǎn)，分別提出了相應(yīng)的限制措施，討論了直流系統(tǒng)控制保護(hù)策略在操作過電壓限制中的應(yīng)用思路。
　　(4)結(jié)合已建成投運(yùn)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(guān)鍵點(diǎn)的避雷器保護(hù)配合方案，討論了這兩個(gè)典型工程換流站內(nèi)各主要設(shè)備的絕緣配合結(jié)果。根據(jù)這些實(shí)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(gè)關(guān)鍵原則:一是對(duì)于運(yùn)行電壓較高的設(shè)備，盡量降低其絕緣水平;二是對(duì)于運(yùn)行電壓

5、很低的設(shè)備，其絕緣配合重點(diǎn)應(yīng)考慮保護(hù)這些設(shè)備避雷器的運(yùn)行穩(wěn)定性，從而通常會(huì)設(shè)置較高的絕緣水平。
　　(5)結(jié)合正在研究中的更高電壓等級(jí)±1100kV特高壓直流輸電工程，對(duì)該電壓等級(jí)下的直流輸電系統(tǒng)操作過電壓及絕緣配合進(jìn)行分析討論，并根據(jù)前述章節(jié)分析的過電壓機(jī)理，比較了在±800kV和±1100kV兩個(gè)電壓等級(jí)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(jí)變化的規(guī)律。通過比較兩種電壓等級(jí)下的絕緣配合方案，結(jié)合前述章節(jié)對(duì)