±800 kV直流系统过电压保护和绝缘配合研究
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［ .1* ］
DC 换流站交流侧工频和操作过电压 ./ .! 工频过电压 影响工频过电压大小和持续时间的因素有故障 前换流站投入滤波器容量、 交流系统的短路容量、 换 流变饱和励磁特性、 换流站对故障的响应策略 （重 新启动和 )BPBD 方式） 和过电压的控制策略等。 经计算， 系统最小短路比 !# 时， & ’$$ () 向家 坝换流站按常规 & *$$ () 直流工程工频过电压控制 策略满足规范书和电力行业标准的要求， 使其与同步 电网中的直流工程工频过电压控制策略一致。 向家坝水电站带换流站孤岛运行时， 双极闭锁 甩负荷， 工频过电压达 ./ ** Q/ @/ ， 需立即开断大组 交 流滤波器组和电容器组其切断电容电流 ^ . / *
!"， 故大组断路器应装分闸电阻， 提高其切除容性 电流的能力。也可在工频过电压控制策略中规定工 频过电压 # $% & ’% (% ， 先切小组后切大组滤波器。 $% )* 操作过电压 换流站交流侧单相接地、 两相接地和三相接地 故障及其随后故障清除过程中， 滤波器组和换流变 通过系统阻抗充电引起暂态过程在交流侧产生过电 压， 该电压不能采取措施控制。相间过电压通过换 流变传递到阀侧， 计算换流站交流侧 " 型避雷器和 换流阀 + 型避雷器的保护水平和能量的主要工况。 按保守方法计算接地故障清除过电压时， 假设故障 期间和故障后换流站一直闭锁。阀闭锁时， 串联的 ) 个阀避雷器接在相间， 能量很小， 阀侧相间过电压 最高。若故障期间阀闭锁时投入旁通对， 则有部分 阀避雷器接在相间， 其残压和能量最高。 与常规 , -.. !+ 直流工程一样， 交流滤波器组 和换流变的断路器装有选相合闸装置和合闸电阻， 可 抑制交流滤波器组和换流变的操作过电压。 向家坝水电站带换流站孤岛运行时， 双极闭锁甩 负荷， 全部大组滤波器先于换流变跳闸， 闭锁后 ).. /0 内， 交流侧 " 避雷器在操作和工频过电压下的能 耗在 允 许 范 围 内。滤 波 器 断 路 器 断 口 恢 复 电 压
［ 3］ （ 12+） 和容性开断电流超出常规断路器的规定值 。
额定工频电压 （ 即 4$) !+ ） 时间为 4. 0 " $ 0 （ $% &
［ =］ ’% (% 工频 过 电 压 的 持 续 时 间） ， 故它是安全的 。
西瓷厂生产的 4). !+ 避雷器在吸收 > !? @ !+ 的预 注能量后， 耐受 $% .& 倍避雷器额定工频电压的时间 # $... 0， 因此若选择额定电压为 4.. !+ 的国产避 雷器也是安全的。据调查贵广!和"换流站交流侧 选择的额定电压为 4.. !+， 三常和三广直流工程的 换流变侧 " 型避雷器的额定电压选为 &AA !+， 并已 有多年运行经验。因此建议换流站交流侧的避雷 器， 包括交流母线避雷器全选用额定电压为 4.. !+ 的避雷器， 不必照搬目前 -.. !+ 直流工程的模式， 而换流变侧 即交流母线避雷器选用 4). !+ 避雷器， 和交流滤波器母线侧选用 4.. !+ 避雷器。此模式 使交流母线避雷器仅用于雷电侵入波的保护， 对操 作过电压不起限制作用。另外可根据雷电侵入波过 电压研究结果决定是否要装母线避雷器。 5" 直流侧避雷器配置 换流站设备的主要保护装置为氧化锌避雷器， 其配置原则是： 交流侧的过电压用交流侧避雷器限 制； 直流侧的过电压由直流侧避雷器限制； 重点保护 ［ >， A］ 设备由紧靠它的避雷器直接保护 。可选的避雷 器配置方案见图 $ ， 其中 ") 、 9) 、 <B) 、 <B$"、 <B$B 、 <B$< 、 <B$C 和 C2) 为可选避雷器。 )% $* 中性母线平波电抗器对避雷器参数的影响 平波电抗器选择干式空心或油浸式的， 其一半 装在中性母线上。比起全装在极线的方案， 可使串 联的两 $) 脉动换流器中间母线的电压几乎为纯直 流电压 （ 见图 ) ） ， 故上组 $) 脉动换 流器各点对地 D<E+ 可按常 规 -.. !+ 的 公 式 计 算， 再加上中间 母线的直流电压或 D<E+ ， 则可降低上组高电位$)
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摘! 要：依托向家坝至南汇直流输电工程， 研究了 & ’$$ () 换流站交流侧工频过电压、 交直流侧操作过电压和雷 电过电压、 直流线路操作和雷电过电压。重点分析了 & ’$$ () 与 & *$$ () 在直流过电压和绝缘配合方面不同之 处。给出了避雷器配置方式、 参数的选择原则和方法， 确定了换流站各避雷器的保护水平和配合电流及避雷器的 能耗及能耗与直流侧的快速保护定值、 延迟时间的配合。提出换流站绝缘配合裕度系数和主要设备绝缘水平要求 及直流线路操作冲击和雷电冲击要求的最小空气间隙计算方法。 关键词： & ’$$ ()；换流站；避雷器；操作过电压；雷电过电压；绝缘配合 中图分类号： +,%-./ . 文献标识码： 0 文章编号： .$$#12*-$ （ -$$2 ） .-1$.-*1$’
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