特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合

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1、15.特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合5.1常规高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合5.2特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合的特点25.1常规高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合3直流输电系统绝缘配合直流输电系统的绝缘配合包括直流输电线路的绝缘配合和换流站的绝缘配合。架空线路绝缘配合主要内容是:选择线路的绝缘水平、最小空气间隙、确定线路绝缘子的型式和片数、确定杆塔的设计尺寸等。换流站绝缘配合的主要内容是：过电压防护措施和避雷器配置方案的选择、各种避雷器特性及参数的选择、最小空气间隙、换流站内各种设备绝缘水平的确定等。4直流输

2、电系统的过电压直流输电系统的过电压也像交流输电系统一样，按过电压持续时间的长短，分为:暂时过电压操作过电压雷电过电压陡波过电压5暂时过电压换流站交流侧暂时过电压1）甩负荷过电压2）变压器投入时引起的饱和过电压3）清除故障引起的饱和过电压换流站直流侧暂时过电压1)从交流侧传来的暂时过电压2由换流器故障所引起的过电压6操作过电压操作过电压是指波头为30-1000s，波尾为1500s或更长的过电压波换流站交流侧操作过电压由交流侧操作和故障所引起1）线路合闸和重合闸2）投入和重新投入交流滤波器或并联电容器3）逆变站交流母线的出线全部或大部被误切除4）对地故障换流

3、站直流侧操作过电压1）交流侧传来的操作过电压2）换流器短路故障3）直流电流断续直流输电线路的操作过电压1）极对地短路故障2）开路的直流线路不受控充电7雷电过电压雷电过电压通常是指波头为1-3s，波尾为10-100s的过电压波。直流架空线路产生雷电过电压的机理，与交流输电系统的情况没有本质差别。直击雷和反击雷在直流线路上产生雷电过电压，它将沿线路传入换流站的直流开关场。雷电大多为负极性，从而使正极导线的雷击次数远高于负极导线。因此，单极架空线路直流工程大多选负极性。换流站内的雷电过电压通常都是从交流线路或直流线路侵入的。雷电过电压对换流站设备来说，并不是绝

4、缘选择的决定性因素。对于直流架空线路，只要全线装有避雷线，在杆塔接地电阻较小时，雷电过电压也不会造成威胁。8陡波过电压陡波过电压通常是指电压上升率到1200kV/s的过电压波。当处于高电位的换流变压器阀侧出口到换流阀之间对地短路时，换流器杂散电容上的极对地电压将直接作用在阀上，对阀产生陡波过电压。当两个换流器串联时，如果某一换流器全部阀都导通或误投旁通对，剩下未导通的换流器将耐受全部极对地电压，此时将造成陡波过电压。9过电压保护措施1.阻尼装置阀阻尼回路2控制系统措施1）防止全电压起动2）防止电流断续3）防止直流停运时的过电压直流电流到零之后，再闭锁触发角

5、4）防止换流站交流母线暂时过电压快速无功功率控制3保护间隙现已不用4避雷器雷器是输电系统绝缘配合的基础，其保护水平决定了设备的绝缘水平。直流避雷器的运行条件要比交流避雷器严酷得多。目前在直流输电工程中，已无例外地均采用氧化锌避雷器作为过电压保护装置。10换流站绝缘配合换流站的绝缘配合是以避雷器的保护特性为基础，其主要内容是：1.避雷器配置方案的选择2.各种避雷器特性及参数的选择3.各种设备绝缘水平的确定11绝缘配合的一般过程换流站过电压保护和绝缘配合的一般过程是：①确定避雷器的配置方案；②确定各避雷器的额定电压和保护特性；③初步确定配合电流，保护残压和设备绝

6、缘水平；④进行过电压研究，确定避雷器能量要求，校核实际流过避雷器的电流幅值是否超过配合电流；⑤如果必要，进行调整，一般情况下调整避雷器并联柱数，必要时需调整额定电压甚至配置方案，最终确定保护方案和绝缘水平。1212脉动换流器的避雷器典型配置方案13换流站主要设备的绝缘水平绝缘配合应针对每一个或一类设备按以下步骤进行：①确定哪种避雷器动作将会在设备上产生最高的过电压；②根据配合电流确定相应避雷器在各种冲击波下的保护水平；③根据规程规定的绝缘裕度要求，确定设备的最低绝缘水平及最小空气间隙长度；④根据IEC标准试验电压序列，将设备绝缘水平向上规整到最近一个标准试验

7、电压。14直流母线绝缘水平比较1516直流绝缘水平（西门子）17绝缘裕度推荐值18换流站防雷保护换流站的防雷保护与常规交流变电站的防雷保护没有本质区别，都是采用避雷针和避雷线等方法将雷电波直击的概率降低到工程上可以不考虑的程度。确定换流站各部分防雷标准的基础是绝缘配合中采用的雷电波配合电流。195.2特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合的特点20特高压换流站避雷器布置21特高压避雷器参数22特高压直流绝缘裕度23800kV高端换流变绝缘水平24800kV阀绝缘水平25800kV平抗绝缘水平26800kV直流穿墙套管绝缘水平27800kV直流母线设备绝

8、缘水平28向上直流绝缘配合高端换流变阀侧绝缘水平LI