高压直流输电系统全电压起动电压的研究

以电磁暂态程序ＥＭＴ为计算工具，对直流输电线路的全电压起动过电压进行了详细研究。首先采用“葛洲坝－上海”直流输电线路参数，建立了一个较完整的直流输电线路全电压起动过电压计算模型，然后分别就系统接有避雷保护和没有避雷保护两种情况，对全电压起过电压进行了分析计算，并仔细讨论了各种有关因素对该种过电压的影响，获得了一些有实用价值的结论。     

换流器的模拟方式对HVdc输电线路全电压起动过电压计算的影响

一、前言众所周知,高压直流输电线路在逆变侧开路,整流侧全电压起动时的过电压(简称全电压起动过电压)尽管发生机率较小,但由于这种过电压不仅幅值较高,而且是直流性的,因而对直流输电系统的绝缘水平以及线路两侧避雷器的动作负载均有较大的影响,所以在进行直流输电系统的绝缘配合设计时,必须进行     

葛洲坝—上海直流输电工程换流站的过电压

本文介绍了葛上直流输电工程第一阶段单极运厅时,由于全电压起动及直流线路平波电抗器端部故障在换流站直流侧引起的过电压,计算了换流站内各避雷器在过电压下的吸收能量和电流。     

HVDC联网输电系统的全电压启动过电压的计算

带短线路的直流背靠背输电系统在跨国联网输电中有着重要意义。介绍了以电磁暂态程序ATP EMTP和EMTDC为计算工具、建立计算模型、分析东南亚某两国之间一条带有短线路的"背靠背"±300kVHVDC输电线路的全电压起动过电压的模拟计算情况。模拟结果显示,全电压起动过电压达到1 8pu,和传统的背靠背线路相比,这种线路的全电压起动过电压更高;和长线路相比,其过电压也比长线路的略高。模拟计算结果对我国今后的跨国联网输电线路的建设和运行具有一定的参考价值。     

特高压直流输电线路内过电压仿真及机理分析

?1100kV特高压直流输电工程是目前全球电压等级最高,输电线路最长,输电规模最大的直流输变电工程。电压等级的提高对直流系统的过电压与绝缘配合提出了更高的要求。依托准东—华东?1100kV特高压直流输电工程,针对不同工况下直流线路过电压沿线分布特性和内过电压水平进行了详细的电磁暂态仿真计算,尤其对不同直流滤波器进行了详细仿真计算。根据波传播理论及电磁暂态计算方法对过电压产生机理进行了深入剖析,指出了换流站端部阻抗为影响线路过电压分布的关键因素。提出了安装线路避雷器降低直流线路内过电压水平的具体措施和效果。文章为直流线路过电压的研究提供了分析方法,研究结果已经为?1100kV准东—华东特高压直流工程的设计和建设提供了技术依据。     

采用架空线的MMC-HVDC单极接地过电压分析

采用架空线传输方式的远距离柔性直流输电线路,极易发生输电线路单极接地故障,必须采用多种方式保护设备应对暂态过电压。文中研究了采用半桥子模块的柔性直流输电系统在直流侧接地故障下的暂态过电压特性,并分析了系统结构、设备参数和故障特征等对过电压的影响,同时分析了换流器闭锁、避雷器和直流断路器对抑制直流侧故障过电压的效果。研究表明系统设备参数对过电压峰值影响最大,当保护措施启动时,系统保护装置会成为主要的过电压影响因素。最后,提出了应对直流侧故障过电压的避雷器优化配置方案。     

多端柔性直流输电系统中±160kV XLPE绝缘电缆系统设计与选型

因地理条件限制,南澳±160 kV多端柔性直流输电示范工程(简称南澳柔直工程)中多个换流站之间无法采用传统全电缆线路实施连接。针对这一问题,制订了XLPE绝缘电缆和架空线相结合的直流输电线路设计选型方案,提出电缆系统的避雷器配置方案,并通过PSCAD/EMTDC软件仿真计算了直流电缆系统可能承受的操作冲击和架空线雷电侵入过电压水平。结果表明:混合线路中±160 kV直流电缆系统的绝缘设计主要受同极性操作冲击过电压和反极性雷电侵入过电压控制,最大过电压水平分别为285.6 kV和336.7 kV。基于换流站直流主设备绝缘配合的统筹考虑,提出保护用避雷器的操作和雷电保护水平分别为295 kV和325 kV,进而确定±160 kV直流电缆系统的同极性叠加操作冲击和反极性叠加雷电冲击耐受电压值分别为450 kV和390 kV。研究结果被成功应用于南澳柔直工程,并用于指导更高电压等级的柔性直流输电用电力电缆的研发。     

± 800 kV向家坝—上海直流工程换流站绝缘配合

±800 kV向家坝—上海直流输电工程中换流站绝缘配合是直流特高压输电工程的关键技术之一。分析了换流站的避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则和换流站过电压防护的策略，并计算了避雷器的参数与特性，分析了设备的过电压保护和绝缘水平，初步给出了换流站空气间隙的放电电压。这些绝缘配合的数据对换流站设备的选型和制造有指导意义。     

±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究

为提高直流输电系统运行的可靠性,实现直流线路保护的有效动作,避免误动,必须对直流输电系统的电磁耦合特性进行研究。以云广特高压直流输电工程为研究对象,并参照其线路参数,建立了包含杆塔、输电线路、避雷器、绝缘子串闪络以及换流站内各种设备的仿真模型。采用EMTP,以雷击直流输电线路极导线、一极接地故障后对另一极的影响为具体算例进行仿真计算。对仿真结果进行分析,结果表明在故障情况下,对直流输电线路感应电压影响较明显的是土壤电阻率、极线间距与接地故障位置,而线路运行电压对感应电压的影响不大。比较研究了不同故障过电压仿真结果,对于雷击故障,可以用电压突变量的比值来确定故障极;对于接地故障,用分别对金属性接地和阻抗接地故障波进行小波变换分析的结果作为区分依据。最后,依据故障区分特性,提出了考虑电磁耦合的高压直流输电线路保护判据和保护整定方案,经过验证表明,所提出的保护判据可有效地区分输电线路故障。     

呼—辽高压直流输电系统全电压起动过电压的研究

高压直流输电系统全电压起动时将在逆变侧产生很高的过电压,是HVDC直流侧最为严重的过电压情况。采用东北首条高压直流输电系统呼—辽直流工程实际参数,利用电磁暂态分析程序包PSCAD/EMTDC以及MATLAB两种软件分别作为仿真平台,建立了呼—辽高压直流输电系统的模型,对其全电压起动进行了数字仿真。仿真结果具有较高的精确性,为现场实际运行提供了依据。     

±500kV直流输电线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器的研制

为了提高±500kV直流输电线路的耐雷水平,降低其雷击闪络率,研制开发了±500kV直流线路用复合外套带串联间隙金属氧化物避雷器。通过对该避雷器动作负载和保护原理的研究,提出了其结构性能要求,并设计计算了该避雷器的主要技术参数。研制出了额定电压571kV、8/20μs标称放电电流20kA下残压为1 064kV,正极性雷电冲击50%放电电压为1 830kV的±500kV直流线路避雷器。型式试验结果表明,所研制的±500kV直流线路避雷器电气、机械特性等均达到设计要求,能够有效保护±500kV直流绝缘子串免遭雷击闪络。±500kV直流线路避雷器的成功研制填补了直流输电线路避雷器的技术空白,为该避雷器在±500kV直流输电线路上的推广应用打下了基础。     

±800kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程,研究了±800kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压。重点分析了±800kV与±500kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处。给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法,确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗及能耗与直流侧的快速保护定值、延迟时间的配合。提出换流站绝缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法。     

±800 kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程,研究了±800 kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压.重点分析了±800 kV与±500 kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处.给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法,确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗以及能耗与直流侧的快速保护的定值、延迟时间的配合.提出换流站施缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求以及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法.     

±800kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究

依托向家坝至南汇直流输电工程，研究了±800kV换流站交流侧工频过电压、交直流侧操作过电压和雷电过电压、直流线路操作和雷电过电压。重点分析了±800kV与±500kV在直流过电压和绝缘配合方面不同之处。给出了避雷器配置方式、参数的选择原则和方法，确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的能耗以及能耗与直流侧的快速保护的定值、延迟时间的配合。提出换流站施缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求以及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法。     

±800 kV向家坝-上海直流工程换流站绝缘配合

±800 kV向家坝-上海直流输电工程中换流站绝缘配合是直流特高压输电工程的关键技术之一.分析了换流站的避雷器保护配置方案、绝缘配合的原则和换流站过电压防护的策略,并计算了避雷器的参数与特性,分析了设备的过电压保护和绝缘水平,初步给出了换流站空气间隙的放电电压.这些绝缘配合的数据对换流站设备的选型和制造有指导意义.     

半波长输电线路故障暂态过电压特性研究

阐述了半波长输电线路故障暂态过程的沿线电压分布特性,构建了典型特高压半波长输电线路的仿真模型,采用电磁暂态计算程序对线路单相接地故障、自动重合闸过程的过电压进行了分析,研究了线路传输功率、人工调谐网络、线路长度等因素对线路故障暂态过电压的影响。分析了沿线装设多组避雷器对半波长输电线路故障暂态过电压的抑制效果,研究了避雷器的安装位置与安装数量对故障暂态过电压水平的影响。仿真结果表明,沿线装设5组避雷器时,半波长输电线路故障暂态过电压水平可限制在1.60 pu以下,但对避雷器的通流容量要求较高。研究结果为发展半波长交流输电技术提供了参考依据。     

800kV浙西特高压直流换流站暂态过电压研究

基于溪洛渡—浙西800 kV特高压直流输电工程,对浙西换流站的暂态过电压和各避雷器的负载进行详细仿真计算分析。在交流侧选取了交流母线三相接地、交流相间操作冲击和失交流电源3种典型故障工况;直流侧选取了最高端换流变Y/Y绕组阀侧单相接地、低压端换流变Y/Y绕组阀侧单相接地和全电压启动3种典型故障工况进行研究。分析结果表明:失交流电源是交流侧的最严酷工况,交流母线过电压771 kV,通过交流母线避雷器A的最大电流0.14 kA,最大能量2.07 MJ;最高端换流变Y/Y阀侧单相接地在换流阀两端产生过电压375 kV,通过阀避雷器V1最大电流2.32 kA,最大能量6.73 MJ;低压端换流变Y/Y阀侧单相接地,阀避雷器V3通过最大电流1.04 kA,最大能量2.84 MJ;全电压起动在直流极母线上产生1 330 kV的过电压,避雷器DB通过最大电流0.56 kA,最大能量4.35 MJ。     

一起高压输电线路直流融冰感应过电压分析

针对500 kV鸭渓—福泉Ⅱ回输电线路的直流融冰遇到的感应过电压问题,进行了理论计算和实测,结论为:此感应过电压是由于并行运行的输电线路的感应电压扰动导致了融冰线路的过电压保护间隙击穿放电所致,可通过变更直流融冰方式或根据整流装置的参数调整间隙距离来解决。     

特高压直流输电线路全启动过电压仿真分析

故障或操作引起的过电压是换流站直流侧设备绝缘的主要威胁,针对这个问题,采用EMTDC为计算工具,对±800kV的直流输电线路的全启动过电压进行了分析,特别是对阀桥的顶点、线路的首端和线路末端3个节点的过电压进行了精确计算,结果表明直流输电线路的全启动过电压也应在建设和运行中予以重视。     

750kV宝鸡至乾县送变电工程内过电压研究

本文介绍了宝鸡—乾县750kV同杆双回交流输电线路同塔双回线路内过电压的计算结果。选择了高抗中性点小电抗和线路接地刀闸的参数。提出了线路侧避雷器的额定电压选为600kV,以降低线路侧操作和雷电过电压的保护水平,减少避雷器备品和备件的建议。探讨了取消750kV同杆双回交流输电线路断路器合闸电阻的可行性。