特高压直流换流站绝缘配合研究

特高压直流换流站绝缘配合研究

(国网青海省电力公司检修公司甘肃青海810000)

摘要:特高压直流换流站的绝缘配合设计对特高压直流电网的安全运行和经济性有重要影响。本文依据相关规划研究,假设该工程采用特高压直流输电方式,设计了直流系统参数,搭建换流站直流暂态过电压仿真模型并进行暂态过电压计算。电力运输活动的有效进行,对于电力的发展具有间接性的推动作用。对于电流的高压电流运作活动,要建立合理化的运作方式,以便促进不同高压体系的电流运作活动。本文主要就特高压直流换流站绝缘配合展开分析和讨论。

关键词:特高压;直流换流站;绝缘配合

引言

随着我国经济和科学技术的不断发展,极大的促进了我国电力行业的发展。电力行业的广泛应用,对于电力运作没活动的安全性给出极大要求,包括对于特高压电流体系的安全性和绝缘性等方面,给出严格要求。对于不同的高低压装置,建立良好的绝缘环节,是流运作和直流换流站安全性的重要保证,对于工程的整体运作具有重要影响。

1、特高压直流换流站的产生背景和发展

在我国电力运作活动中,特高压电力运作活动是电力工程的主要运作环节。特高压电力运作活动,具有其自身的发展和运作特点。包括巨大存储能力、损耗较小等等特征。因此对于特高压的电力运作活动,是进行电气输送活动的重要手段。例如,我国的西气东运活动,就是利用特高压直流运作体系,来进行的资源合理性运作活动,促进了我国的资源有效利用。在我国当下发展情况下,对于电力运作体系,是我国比较完善的一条电力运作体系。齐国目前已经具备二条的电力运作体系,并在众多项目运作活动中被有效利用。在此基础上,国家还在不断完善特高压体系,促进其运作线路的多样化,来满足特高压直流运作活动。随着社会的不断发展,我国的电力运作工程对于特高压运作级别给出更高的要求,来满足巨大的运作工程和任务。例如在我国的西部和北部的资源合理配置活动中,对于不同的资源的有效运作就需要更高级别的电压直流进行运作,进而在不断的实验和实际运作中,我国的特高压直流换流站绝缘逐渐产生和被相关项目工程所利用。

2、特高压直流避雷器的特征

特高压系统与一般的供电系统相比,在性能与等级上都有很大的提升,其复杂的结构给避雷器的合理配置增加了很大的难度。一般情况下,特高压直流避雷器具备以下五种特征:首先,避雷器的种类繁多,每一种类型的避雷器都具备不一样的性能,所以在选择避雷器的时候必须要多线路的实际情况有一个详细的了解,根据不同的安装位置,选择不同种类的避雷器,常见的避雷器有阀避雷器、直流母线避雷器、直流线路避雷器、中性母线避雷器等。第二,由于特高压直流系统的结构比较复杂,所以与系统相匹配的避雷器的结构也要比较复杂。避雷器上的持续运行电压分为三种:直流分量、基频分量、谐波分量。面对不同的情况,电压运行的模式也会发生一定程度的改变。第三,避雷器的能量耐受能力比较强,尤其是当特高压直流系统发生故障的时候,避雷器需要释放大量的能量,但是,单凭避雷器自己是做不到的,还需要多柱并联来完成这一过程,使过多的能量可以均匀的释放出去,从而确保特高压直流系统运行的稳定性与安全性。第四,并不是所有的避雷器都需要进行接地处理,像是阀避雷器的两端就都不需要进行接地。第五,避雷器的使用虽然能够给特高压直流系统的运行带来很多好处,但是,如果在不能系统的进行避雷器配置的规划,不仅无法充分发挥出避雷器的作用,还会增加直流积污。

3、换流站过电压保护

3.1交流侧过电压保护

在交流侧的过电压保护中,我们需要参考图1所示换流站避雷器布置方案,从图1我们能够清楚看出换流站交流母线侧的设备主要由交流母线避雷器A保护,而这一保护作用之所以能够较好发挥,则得益于这一避雷器安装在紧靠换流变和每大组交流滤波器母线上,而其主要负责的是来自交流系统的雷电侵入波,并选取20KA的配合电流。

3.2阀厅的过电压保护

结合图1,在阀厅的过电压保护中,这一保护主要集中在晶闸管阀、上12脉动换流单元、12脉动换流单元中间母线、下12脉动换流单元等四部分。具体来说,在晶闸管阀的过电压保护中,其主要通过并联在阀两端的阀避雷器进行保护,也就是图1中所示的V11、V12、V2、V3等四个阀避雷器。由于侵入阀厅的雷电冲击被限制到很小,这里我们需要选择较小的配合电流;而在上12脉动换流单元的过电压保护中,穿墙套管、隔离开关等设备由避雷器CBH直接保护,这一保护具备着不会承受严重的操作负载的特点,故此其需要的配合电流也较小。而上12脉动换流器6脉动桥母线由避雷器MH直接保护,这一避雷器与避雷器CBH拥有共同特点;在12脉动换流单元中间母线的过电压保护中,其由避雷器CBL2直接保护,其所需配合电流同样较小;而在下12脉动换流单元的过电压保护中,避雷器ML+V2、避雷器ML、避雷器CBN1+V2(雷电冲击)和CBN2+V2(操作冲击)依次对低压端Y/Y换流变阀侧相对地绝缘、下12脉动换流器6脉动桥母线、低压端Y/D换流变阀侧相对地绝缘等装置进行保护。

3.3直流母线的过电压保护

同样结合图1,直流母线的过电压保护可以分为直流极线、极线平波电抗器两个部分,其中直流极线的电压保护主要由直流极线避雷器DB1和直流母线避雷器DB2负责;而极线平波电抗器的电压保护则主要由并联在其两端的DR避雷器负责。

3.4中性母线的过电压保护

如图1所示,在中性母线的过电压保护中,阀侧中性母线由避雷器CBN1和CBN2共同保护,线路侧中性母线由避雷器E保护,而接地极引线和金属回线则由避雷器EL和EM直接保护。

图1换流站避雷器布置方案

4、特高压直流换流站避雷器的配置

特高压直流换流站避雷器的配置要遵守以下四项基本原则,从而实现交流站绝缘最佳配合方案的目标。首先,特高压直流换流站交流侧产生的过电压应该受到交流侧避雷器的限制,在特高压直流系统运行过程中,充分发挥出交流母校避雷器的重要作用,实现限制过电压的目标。第二,特高压直流换流站直流侧产生的过电压应该受到直流侧避雷器的限制,在特高压直流系统运行过程中,通过换流站直流线路处的避雷器、直流母线处的避雷器、中性母线处的避雷器进行合理的配置,更好的发挥出避雷器对过电压的限制作用。第三,避电器应该对换流站中支持特高压直流系统正常运行的机电设备进行保护,并且不同的设备选择与其相对应的避雷器进行保护,像是使用阀避雷器保护换流阀,使用交流母线避雷器保护直流母线处于中性母线处。第四,根据不同的保护需求、保护效果,所使用的避雷器类型也不尽相同,但是,并不是说机电设备的保护只需要一种类型的避雷器就足够了,根据不同的实际情况,也可能会使用两支或两支以上的避雷器串联起来,更好的对特高压直流换流站中的设备进行保护。像是在进行下组换流变压器阀侧套管的对地绝缘保护的时候,就会使用多种避雷器串联在一起进行设备保护。

结束语

电力行业的不断发展,促进了我国社会的发展,利于我国的资源合理化的配置,减少不必要的资源浪费,保证了人民群众对于资源的需求,利于促进吴国的全面健康发展。本文主要就特高压直流换流的绝缘体系的运作展开分析和谈论,希望可以给予相关运作体系和工程部门借鉴,促进电力运作工作的有效进行,降低企工程运作活动的财务损失,达到电力运作的安全性、稳定性、效益最大的运作目标。

参考文献:

[1]周浩,王东举.±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合[J].电网技术,2012,09:1-8.

[2]张翠霞,陈秀娟,葛栋,焦飞,张刘春.±1000kV级直流输电工程系统过电压抑制和绝缘配合[J].高电压技术,2013,03:520-525.

[3]邓旭,王东举,沈扬,周浩,陈锡磊,孙可.±1100kV特高压换流站直流操作过电压研究[J].电力自动化设备,2014,01:141-147+167.

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