[发明专利]一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法及系统

说明书

本发明涉及一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法及系统，其特征在于包括以下内容：在现有的对称双极柔性直流工程换流站的主接线上配制若干避雷器，包括包括联接变压器阀侧避雷器、桥臂电抗阀侧避雷器、桥臂电抗端子间避雷器、直流极母线避雷器、直流线路避雷器、接地极线路避雷器、金属回线避雷器、第一～第三中性母线避雷器、联接变压器网侧中性点避雷器；通过确定各避雷器的特征参数，实现对称双极柔性直流工程换流站的绝缘配合，极大了限制了换流站的过电压水平，降低了工程的设计难度和工程投资水平。

技术领域

本发明涉及一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法及系统，属于柔性直流输电领域。

背景技术

柔性直流输电技术(Flexible HVDC)是以电压源换流器为核心的新一代直流输电技术，它代表了未来直流输电技术的发展方向，是一项具有前瞻性和先导性的输配电技术，是实现供电可靠、经济、安全的重要手段之一。工程经验表明，与传统交流输电相比，同样的输电走廊，柔性直流输电技术的输电能力约为交流输电线路的1.5倍，便于节约紧缺的土地资源；与传统的直流输电相比，柔性直流输电采用灵活快速的控制方式，可以对有功功率、无功功率进行独立控制，实现对无源网络的送电，克服了常规直流输电的本质缺陷。

柔性直流输电技术的研究正处于技术不断改进，工程应用不断增长的高速发展期，舟山工程、南澳工程、厦门工程已进入运行阶段，渝鄂背靠背工程、张北柔性直流电网工程也已进入建设阶段。过电压与绝缘配合是柔性直流输电工程实施的关键技术之一，其研究对换流站设备及线路杆塔的设计、制造和试验具有重要指导意义。研究一种绝缘配合方法解决对称双极柔性直流工程换流站过高绝缘水平的难题是非常必要的。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法及系统，有效确定了对称双极柔性直流换流站直流侧各关键点的过电压保护水平和设备的绝缘水平。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种对称双极柔性直流工程换流站绝缘配合方法，包括以下内容：在现有的对称双极柔性直流工程换流站的主接线上配制若干避雷器；通过确定各避雷器的特征参数，实现对称双极柔性直流工程换流站的绝缘配合。

进一步地，配制的若干避雷器包括联接变压器阀侧避雷器、桥臂电抗阀侧避雷器、桥臂电抗端子间避雷器、直流极母线避雷器、直流线路避雷器、接地极线路避雷器、金属回线避雷器、第一～第三中性母线避雷器、联接变压器网侧中性点避雷器；其中，联接变压器阀侧避雷器设置在联接变压器和桥臂电抗器之间，桥臂电抗阀侧避雷器设置在桥臂电抗器与换流阀之间，桥臂电抗端子间避雷器设置在桥臂电抗的两个端子之间，直流极母线避雷器设置在直流极母线上，直流线路避雷器设置在直流极母线的线路出口处，接地极线路避雷器设置在接地极线路上，金属回线避雷器设置在金属回线上，第一中性母线避雷器设置在阀厅内的中性母线上，第二中性母线避雷器设置在阀厅外的中性母线上，第三中性母线避雷器设置在限流电抗器与中性母线开关之间，联接变压器网侧中性点避雷器设置在联接变压器网侧中性点。

进一步地，每一避雷器的特征参数选择包括避雷器的持续运行电压、避雷器的参考电压、避雷器的配合电流以及避雷器的能量参数。

进一步地，各避雷器的持续运行电压的具体设置为：

A：桥臂电抗阀侧避雷器的持续运行电压按照最高直流运行电压取值；

B：联接变压器阀侧避雷器的持续运行电压与桥臂电抗阀侧避雷器的持续运行电压取值相同；

C：直流极母线避雷器和直流线路避雷器的持续运行电压是叠加少量纹波的直流电压，电压的幅值取决于两端换流器的控制系统，目的是使得避雷器的荷电率较低；

D：桥臂电抗端子间避雷器持续运行电压由电抗器的感抗值乘以通过其的交流电流；