混合多端直流输电系统柔直换流阀电气应力抑制策略研究

混合多端直流输电系统中逆变站采用子模块混合型模块化多电平电压源换流器(MMC)并联,因此对子模块混合型MMC换流阀电气应力及抑制策略进行研究对于系统安全性和可靠性分析具有重要的意义。首先分析了混合多端直流输电系统运行原理;然后进一步分析了MMC换流阀电气应力产生机理,并在此基础上提出了MMC换流阀电气应力抑制策略;最后在PSCAD/EMTDC软件中建立3端LCC+MMC+MMC型混合直流输电系统,并对MMC换流阀电气应力抑制策略进行了仿真验证。通过本文研究可知,故障发生过程中非故障换流站持续注入能量是MMC换流阀电气应力增大的主要原因,采用泄能装置后可以有效抑制MMC换流阀的电气应力。     

±800 kV溪洛渡-浙西直流输电工程换流站直流暂态过电压

特高压直流换流站的过电压水平对换流站设备的绝缘配合和系统的安全可靠运行等方面都有直接影响。基于溪洛渡-浙西±800 kV特高压直流输电工程,对两端换流站的高压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、低压端Y/Y换流变压器阀侧绕组接地、交流侧相间操作冲击、全电压起动和直流极线接地等典型故障工况进行了仿真研究,给出了溪洛渡换流站和浙西站的相应避雷器承受的最大过电压和能量。计算结果可为该特高压工程换流站设备的绝缘配合设计及相关设备的选型、制造和试验等提供依据。     

并联型多端直流输电系统保护相关问题探讨

该文介绍了并联型多端直流输电保护系统分区、测点和开关刀闸位置以及系统运行的方式。对于多端直流输电系统,直流线路保护设置保护线路全长时,可能发生区外故障误动;换流站线路保护需根据所连接的直流线路数目分别配置。在变电站,每条直流线路会配备一套保护装置,每套保护装置配置多套定值,其保护范围分别覆盖不同长度的线路;这些定值需根据其他换流站的运行情况进行切换;支线路故障后可采取隔离故障线路的处理策略,同时需闭锁隔离出来的换流站。不能通过检测是否存在流经接地站的接地电流,来判断是否发生金属回线接地故障;建议在并联型多端系统中不采用移相处理策略清除金属回线接地故障。高压T区保护采用差动原理,保护动作后,建议相关站采用极闭锁策略。逆变站故障后延时分断换流变网侧开关有利于阀的关断。逆变站换相失败后,更大的直流电流将流经换流阀,需在工程设计环节加以考虑,防止交流系统故障引起的换相失败导致直流过流保护动作。     

换流变压器有载分接开关闭锁调档功能优化

针对±800kV特高压灵州换流站换流变压器有载分接开关闭锁调档功能存在的问题,通过对过电流闭锁、-25℃低油温闭锁以及BCD模块导通特性不一致闭锁的有载分接开关调档风险进行具体分析,提出了灵州换流站换流变压器有载分接开关闭锁调档功能的优化方案。应用结果表明:有载分接开关调档功能优化后有效提高了直流系统的运行可靠性,可为后续直流输电工程换流变压器有载分接开关的运行、维护、设计提供参考。     

特高压直流输电系统顺序控制的研究

介绍了特高压直流输电系统中顺序控制的概念及功能,模式转换的顺序控制,换流阀层的顺序控制,极层的顺序控制,双极层的顺序控制.根据特高压直流输电工程换流站运行的特点,分别列出换流阀层、极层、双极层的开关配置.结合特高压直流输电系统实验及工程现场运行情况,分析了顺序控制的实现条件,换流站开关的联锁逻辑,以及系统间的配合.向家...     

直流输电系统换流变压器短路阻抗的选择

换流站主回路参数关系到整个直流输电系统的运行性能和技术经济指标,是直流输电系统设计的主要部分。为此,针对直流输电系统换流站主回路中换流变压器短路阻抗的参数选择原则及方法进行了相关研究。综合考虑各项制约因素,归纳出选择换流变压器短路阻抗时所需遵循的原则,即满足晶闸管换流阀的浪涌电流水平要求、换流器消耗的无功功率最小、及换流站成本最低。重点推导了表征晶闸管换流阀最大短路冲击电流与换流变压器短路阻抗之间关系的公式,并定性分析了换流变压器短路阻抗的大小对换流站总体费用的影响。研究结果表明,换流阀的浪涌电流水平是选择短路阻抗时的决定性因素,换流变压器最佳短路阻抗值应根据换流阀的浪涌电流水平进行选择。最后,葛南直流输电工程的实例验证了所提出的换流变压器短路阻抗选择原则的合理性。     

高压直流输电换流阀冷却系统典型问题分析

以直流输电工程换流站换流阀冷却系统运行情况为根据,介绍了换流阀冷却系统的基本原理及其对直流输电系统的影响。结合实际分析了换流站阀冷系统运行中出现的一些典型问题并提出了相应处理措施。     

特高压直流输电系统顺序控制的研究

介绍了特高压直流输电系统中顺序控制的概念及功能,模式转换的顺序控制,换流阀层的顺序控制,极层的顺序控制,双极层的顺序控制.根据特高压直流输电工程换流站运行的特点,分别列出换流阀层、极层、双极层的开关配置.结合特高压直流输电系统实验及工程现场运行情况,分析了顺序控制的实现条件,换流站开关的联锁逻辑,以及系统间的配合.向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程成功投运,证明顺序控制能够保证换流站内开关的安全、可靠操作,输电系统的平稳起停,以及各种控制模式之间的平稳切换.     

海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗研究

海上风电柔性直流送出是目前柔性直流输电领域的研究热点,损耗是柔性直流换流站的一个重要技术指标,关系着柔性直流系统的输电效率和换流阀的设计。针对输电容量为1000 MW的海上风电柔性直流送出换流站MMC换流阀损耗特性,研究了换流阀损耗的计算方法和关键计算参数的获取方法,计算得到了换流阀损耗的组成和±320 kV/1000 MW海上风电柔性直流送出工程送/受端换流站换流阀的损耗率。同时,研究了联接变压器阀侧三次谐波注入、换流器调制比和直流极线电压对换流阀损耗率的影响,结果表明:在联接变压器阀侧注入三次谐波和增大换流器调制比可减小换流阀损耗率;在相同输送容量的前提下,增大直流极线电压可减小换流阀损耗率。     

±800kV哈密换流站阀外冷技术方案的比较与选择

在直流输电工程中,换流站实现了直流和交流的相互转换,换流阀是实现能量转换的核心设备。换流站换流阀外冷却系统是换流阀正常工作的保障,是高压直流输电工程长期可靠运行的前提和基础。根据哈密换流站干旱少雨、夏季极端炎热、昼夜温差大的自然气候条件,提出了3种可行的换流阀外冷系统技术方案:循环蓄冷式低耗能冷却系统、喷雾机械通风冷却系统、空冷器与冷却塔串联冷却系统,并根据换流阀冷却需求,对这3种系统分别进行分析,核算出系统所需主要设备的技术性参数,最后对3种外冷系统进行经济性分析;最终经过比较,得出空冷器与冷却塔串联的冷却系统方案设备能耗相对较小,运行维护简单,现场应用经验丰富,经济性好,哈密换流站外冷系统优先选用此种冷却系统方案。     

±500kV换流站直流侧操作过电压影响因素分析

基于PSCAD/EMTDC仿真平台,依托三常±500 kV直流输电工程建立直流输电仿真模型,针对引起直流场操作过电压的接地极线开路、高端换流变压器阀侧单相接地短路故障、金属回线开路、全压起动以及逆变侧阀闭锁而旁通对未解锁五种典型操作过电压故障的运行方式,接地电阻,故障地点和故障相位等故障条件,对换流站直流侧操作过电压的影响进行了仿真分析。仿真分析结果与研究结论对高压直流输电工程绝缘配合、故障分析以及过电压仿真计算故障条件选择具有一定的指导意义。     

灵宝背靠背直流换流站220 kV换流变压器故障保护动作分析

介绍了灵宝背靠背直流换流站220kV换流变压器阀侧套管接地故障过程和保护动作情况。在简要介绍直流接地过流保护原理的基础上,分析了换流变阀侧接地故障的故障特征以及换流阀换相过程对故障电流的影响。通过对故障过程中保护动作情况的分析,总结了灵宝背靠背直流保护对换流变阀侧接地故障的响应情况,提出了在背靠背直流换流站中针对直流接地故障的保护功能设置应进一步完善的环节,对工程设计及现场运行具有一定的指导意义。     

锦苏特高压直流工程阀控VBE-RDY置零故障分析

对锦屏-苏州（简称锦苏）±800 kV特高压直流输电工程锦屏换流站基于SIEMENS技术的换流阀控制和监控功能进行分析,对阀基电子设备（valve base electronics,VBE）与换流器控制和保护（converter control and protection,CCP）之间的信号关系进行论述。对在锦苏工程系统调试过程中,锦屏换流站极II高端换流器模拟极母线差动保护跳闸闭锁后,发生的VBE就绪信号（VBE READY,VBE-RDY）置零,导致VBE退出运行故障的原因,以及换流阀投入旁通对及VBE-RDY置零的机理进行了详尽的研究;对在极I低端换流器系统调试过程中,锦屏站VBE盘柜110 V直流电源丢失造成VBE跳闸闭锁换流器故障进行分析研究。同时对上述问题提出了解决办法,并将在后续在建的特高压直流工程中付诸实施。     

贵广直流阀冷主泵切换逻辑研究

以贵广直流输电工程肇庆换流站为例,进行阀冷系统主泵切换逻辑的功能和策略研究,同时借鉴天广直流主泵切换故障导致直流闭锁的案例,对肇庆换流站阀冷主泵切换逻辑进行深入分析并研究改进措施。为直流输电系统阀冷主泵切换逻辑设置提供一定参考。     

A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案优化

晶闸管击穿故障为换流阀常见故障之一,现有±800 k V特高压换流站A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案存在耗时不稳定、处理环节复杂等问题,进而造成换流阀停电时间延长,影响直流输电系统功率输送能力,针对A5000型换流阀晶闸管击穿故障处理方案进行优化,提高了该型号换流阀晶闸管击穿故障的处理效率,缩短了换流阀停电时间,可进一步保障直流输电系统功率输送能力。     

背靠背换流站阀厅电气设计

阀厅内的设备布置及接线设计是背靠背换流站工程设计的重点和难点内容之一。东北-华北联网高岭背靠背换流站工程是目前国内外最大规模的背靠背换流站, 阀厅布置主要包括两侧换流阀本体的布置、换流阀与换流变压器阀侧套管以及平波电抗器套管的连接、直流测量装置的布置连接、接地开关的布置连接等。阀厅的布置满足电气接线和空气净距要求, 并与各专业接口配合。     

高压直流断路器残余电荷的分布及泄放

以张北柔性直流电网示范工程±535 kV混合式高压直流断路器为例,介绍了在直流系统停电闭锁后,高压直流断路器内残余电荷的产生原因及分布,并对电力电子开关器件缓冲回路及快速机械开关的触发回路储能电容残余电荷的泄放原理及方式进行阐述,为高压直流断路器的停电检修前残余电荷的泄放打下基础。     

鹅城换流站阀控系统分析及故障处理

鹅城换流站是三—广直流输电工程落地逆变站,采用双极12脉动换流阀结构,换流阀是直流输电系统核心设备。文中就换流阀结构、触发、监视和保护功能进行阐述,并对报警故障进行分析与处理。     

直流换流站换流阀清灰工具研制及应用

换流阀是交直流转换的核心设备。胶东换流站自投运以来阀厅内换流阀积灰现象严重,影响设备运行稳定性,传统的人工清灰方式风险高、难度大、耗时长,影响直流输电系统供电时间。通过对胶东换流站换流阀积灰原因进行分析,对如何减少换流阀阀塔灰尘进行深入研究,研制出换流阀清灰工具。该工具主要由除静电装置、除尘装置和灰尘回收装置组成,可实现中和静电、吹除灰尘和回收扬尘3项功能,能有效清除换流阀积灰,提高检修工作效率。该工具已在国内8个特、超高压直流换流站成功应用,经济效益显著,具有较高的实用推广价值。     

±1 100 kV特高压换流站直流操作过电压研究

基于准东—四川±1100 kV特高压直流输电工程,详细分析了特高压直流换流站阀厅和直流场的操作过电压机理,并仿真计算了高压端Y/Y换流变阀侧绕组接地、低压端Y/Y换流变阀侧绕组接地、交流侧相间操作冲击、逆变侧失交流电源、全电压起动和逆变侧闭锁而旁通对未解锁等故障在换流站设备上产生的过电压值,给出了准东换流站相应避雷器承受的最大过电压和能量。计算结果可为该特高压工程换流站设备的绝缘配合及相关设备选型、试验提供重要依据。