±800kV特高压直流换流站绝缘配合方案分析

基于±800kV特高压直流输电线路绝缘问题研究发布时间：2022-03-29T08:29:10.423Z 来源：《当代电力文化》2021年第33期作者：李和[导读] 时代的快速发展背景下，人们对电力的需求量不断增多，特高压直流输电线路的架设范围更广泛，距离更远，李和中国南方电网超高压输电公司梧州局广西梧州 543000 摘要：时代的快速发展背景下，人们对电力的需求量不断增多，特高压直流输电线路的架设范围更广泛，距离更远，成为我国输电工程中的重要组成部分。

本文主要对±800kV特高压直流输电线路建设中的绝缘问题进行分析，并探究相应的解决措施。

关键词：±800kV特高压直流电；输电线路；绝缘问题；措施±800kV特高压直流输电线路是我国电力工程发展中的重要内容和主流趋势，直接影响电力事业发展进程。

但是在±800kV特高压直流输电线路的架设中外绝缘线路问题是比较常见的安全隐患，因此在线路架设中必须要保证设计的合理性，保证特高压直流输电线路的绝缘效果，促进电力系统的稳定运行。

一、特高压直流输电绝缘的影响因素（一）直流绝缘子通过对直流绝缘子性能的分析可知，直流系统的过电压倍数比较小，相对于交流绝缘子来说抗议性能比较差，容易受到干扰，因此特殊气候环境对高压直流输电绝缘子的影响作用更明显。

针对特殊环境直流绝缘子的使用性能会有所降低，此外直流绝缘子与绝缘高度间的比值相对于交流绝缘子来说也存在较大的差距，风险防控方面的难度大。

直流绝缘子针对不同线路的绝缘环境表现特点不同，容易受到环境因素影响。

（二）环境污染随着经济的快速发展我国生态环境不断恶化，空气环境的污染不断加重，而环境污染使直流绝缘子被污秽的空气侵染，导致绝缘子的绝缘能力降低，特别是±800kV特高压直流输电线路直流绝缘子的应用中性能受到严重影响。

直流绝缘子是特高压直流输电线路的重要载体，能够充分发挥绝缘作用，但是同时也容易受环境影响，导致绝缘能力降低。

±800kV 特高压直流系统换流器控制摘要：±800kV特高压直流系统采用双12脉动换流器串联的形式，为了进一步保证其运行的稳定性，针对双串联换流器控制原理进行分析，重点研究换流器以及故障情况下换流器的控制性能。

双换流器串联的直流系统能够运用整流侧换流器控制直流电流，而逆变侧换流器控制直流电阿姨的基本运作控制方法，在换流器单独控制过程中，通过误差消除缓解的应用可以对其发热进行调控，确保±800kV特高压直流系统的运行质量以及安全性。

关键词：±800kV特高压直流系统；换流器；换流器控制引言：作为直流控制系统中不可或缺的结构，换流器控制的作用至关重要，特高压直流系统选用双12脉动换流器进行串联接线，针对其系统可用率以及运行状态等参数进行分析，针对串联换流器实施单独控制以及双换流器控制系统间的影响状态分析，提出了双换流器串联直流系统的运行模式和有关的控制方法，提高±800kV特高压直流系统换流器的控制效果。

一、特高压直流输电系统的控制特性根据直流输电的有关标准来分析控制系统结构分层观点，闭环控制的主要功能为极控制，换流器控制一般有换流器发出点火脉冲开关控制环节，以30°间距发出等距点火脉冲的换流器控制能够用于12脉动换流器的换流桥臂。

所以针对12脉动换流器为一极换流器的一般直流系统来说，换流器控制一般会选择并入极控制系统。

在极控制系统中，整流一级逆变两端的调节性性能配合程度较高，在主回路参数设计方面，能够得知两端直流系统的有关参数为匹配，处于稳态工作点也就是运作处于额定直流电流、整流侧直流电压为额定直流电压等。

在动态中整流侧每极直流电流调节器可以对侧直流电压的具体情况来控制电流。

在由双12脉动换流器串联构成的特高压直流系统中，若依然采用30°间距发出等距点火脉冲的换流器进行控制，那么直流控制需要在常规直流控制的分层结构之上添加最底层的换流器控制层，包含对应各12脉动换流器的两个换流器控制，换流器控制需要以12脉动换流器的换流母线电压作为点火脉冲的同步电压，整流侧的各个12脉动换流器不能感应对侧脉动换流器的电压情况。

正负800kV直流输电系统过电压与绝缘配合.、八、一前言目前，随着直流电压等级由原来的500 kV 上升到800 kV ，导致换流站和线路的绝缘部分在总设备投资所占比重相当大。

如输送容量约为原来的2 倍，因绝缘故障带来的损失以及系统的扰动问题严重。

所以，优化直流系统过电压保护，进而确定合适的换流站绝缘水平，在换流站设备设计、制造和试验中是很重要的部分。

如果绝缘水平取得过高就会造成换流站的设备尺寸过大即难度太高，若取得过低则导致运行中故障率或是停电损失和维护费用增加，进而造成经济浪费。

1.换流站交流侧的操作过电压及电压选择1.1 操作过电压换流站的交流侧中有单相接地和两相接地以及三相接地故障出现，随后在故障清除的过程中，换流变和滤波器组会通过系统的阻抗进行充电，进而引起暂态过程在交流侧产生过电压，而且电压不能采取有效措施来控制。

由相间过电压通过换流变传递到了阀侧，需要计算出换流站交流侧A类型避雷器与换流阀V类型避雷器的保护水平以及能量的工况。

若果按保守的方法来计算故障清除过电压时，假设在故障期间以及故障之后换流站一直处于闭锁的状态，由于阀闭锁时，串联的两个阀相间接在避雷器上，产生能量很小，另外阀侧相间过电压最高。

如果故障期间阀闭锁投入旁通对时，就会有部分阀相间接在避雷器上，其能量最高。

所以，这与常规低压直流工程一样，换流变的断路器和交流滤波器组装有合闸电阻，能够抑制交流滤波器组和换流变的操作过电压。

1.2换流站交、直流侧避雷器额定电压的选择在某一瓷器厂生产的420 kV 避雷器在吸收较高的预注能量之后，能够承受 1.03 倍避雷器额定电压的时间超过了1000 秒，所以，如果选择的额定电压为400 kV 的国产避雷器也能够保证安全。

跟据调查本厂的换流站交流侧选择的额定电压达到400 kV,则直流工程的换流变侧A类型的避雷器额定电压选择为399 kV,这是多年实践运行的经验。

所以，这里建议换流站交流侧的避雷器，还包括交流母线避雷器都选用额定电压为400 kV 的避雷器,即不需要照搬以前500 kV 直流工程的模式,交流母线避雷器只需选用420 kV 避雷器,作为换流变侧和交流滤波器母线侧则选用400 kV 避雷器。

云南～广东±800kV直流输电系统过电压与绝缘配合研究摘要：依托目前正在建设的云南～广东直流工程，研究了±800kV 直流输电系统过电压及其保护方案，重点分析了各特殊避雷器对限制过电压的作用，提出了±800kV 直流换流站避雷器配置方案、各避雷器保护特性、绝缘裕度系数和主要设备绝缘水平并得到有效的实际应用。

关键词：特高压, 直流输电，过电压，绝缘配合一. 引言我国的能源资源分布的特点，要求输电工程具有更高的输电能力和输电效率。

而采用更高电压等级的直流进行超长距离、大容量的输电被公认为是很好的选择。

特高压直流输电技术在我国具有广阔的发展前景[1]。

中国南方电网公司目前正在建设云南～广东±800kV特高压直流输电工程（以下简称云广工程）。

根据工程进度计划，云广工程将在2009年投入单极运行。

该工程是世界上第一条±800kV直流输电工程。

±800kV直流换流站的过电压与绝缘配合是工程面临的重大技术挑战之一。

以云广工程为依托，本文研究了±800kV直流换流站的过电压与绝缘配合，研究工具为PSCAD/EMTDC。

二. 云广工程及系统条件云广工程送端落点于云南省的楚雄换流站，受端落点于广东省的穗东换流站。

直流额定电压为±800kV，额定容量5000MW，额定电流3125A，送电距离1418km。

两端换流站阀组接线采用每极双十二脉动阀组（400kV＋400kV）串联。

云广直流系统有两种主要运行接线方式，即与交流系统并联运行方式及孤岛运行方式。

孤本研究是国家“十一五”科技支撑计划支持项目，课题编号为2006BAA02A18。

岛运行方式对过电压抑制以及控制序列均提出了更高的要求。

云广±800kV直流工程与贵州至广东II回±500kV直流工程共用位于广东侧的接地极。

贵广II回直流工程已于2007年投入运行。

云广工程必须解决与之共用的有关技术问题。