特高压新松换流站直流场设备抗震设计及能力考核

新松换流站是目前世界上海拔最高、抗震设防要求最高的特高压换流站,直流场设备抗震设计与考核是整个换流站抗震设计核心内容。首先介绍了直流场设备抗震解耦设计的基本思路,分析了直流场主要设备的结构特征和抗震薄弱环节,对直流场极线设备分成了若干较为独立的耦联回路;其次,提出了换流站直流场设备的抗震设防水平及主要的地震动参数。通过采取选用复合材料、优化支架及设备结构、创新设备连接导体及金具、采用隔震减震等抗震新技术,可有效改善换流站直流场主要电气设备的抗震性能。通过开展特高压单体电气设备的抗震计算和地震模拟振动台试验,考核结果表明,新松换流站主要特高压电气设备具备承受峰值为400 Gal确定性场地波强震作用下的抗震能力。相关研究及应用对今后类似地震高烈度地区换流站抗震设计提供了有效的解决方案。

高压直流输电共用接地极技术研究

为分析共用接地极后两直流系统受端换流站中性母线电位升的变化情况,进而研究共用接地极对直流系统稳态运行的影响,首先讨论了直流输电系统共用接地极的型式和共用接地极的特点,建立了两回直流系统共用接地极的数学模型,并结合云广特高压直流输电与贵广II回直流输电系统参数,研究分析不同运行方式下该两回直流输电系统共用接地极对直流系统运行影响大小,以及与独立接地极相比共用接地极不同运行方式对环境的影响大小,最后对共用接地极对环境的影响以及公用接地极对直流系统运行的影响方面的问题提出了解决措施。

SVC/TCSC和HVDC之间交互影响分析

SVC和TCSC属于两种不同连接类型的FACTS装置,它们与HVDC系统之间可能的交互作用是人们所关心的。以3机9节点交直流系统作为试验系统,通过改变电气距离和直流传输功率,采用稳态的和动态的相对增益矩阵(RGA)方法分析串联型TCSC和HVDC、并联型SVC与HVDC两种交互影响,找出出现RGA峰值的系统敏感频率。研究结果表明,TCSC对直流功率的变化较为敏感;SVC/TCSC与HVDC交互影响随着电气距离的增大和直流传输功率的减小而减小。。

特高压直流系统中平波电抗器配置方案

随着特高压直流平波电抗器的成功开发,系统中平波电抗器电感值、型式的选择及其配置方案成为设计工作的重点。通过不同型式平波电抗器的优缺点,并考虑国内生产商的制造能力,阐述选择干式平波电抗器的原因。从直流场影响及经济造价等方面对3种配置方案进行了对比分析,给出±800kV特高压直流工程换流站所用平波电抗器的型式及其最终配置方案。

广东电网多目标无功补偿配置方法研究

如何根据电网的拓扑结构和实时负荷合理地确定柔性交流输电系统(flexible AC transmission systems,FACTS)装置的配置成为近年研究热点。为了能够在计算无功补偿的过程中考虑影响配置的多种因素,提出了多目标无功优化的计算方法。通过遗传算法,以有功功率损耗和投资这两个目标函数建立多目标数学寻优模型,并设定节点电压偏差评价函数为约束破坏函数。分析由前沿曲线得出的折中解可知:经过补偿后网络的有功功率损耗下降超过5%;而且采用遗传算法多目标进行无功配置后不仅能够有效地降低网络的有功功率损耗,还为决策者提供了多种配置选择,使得决策者可以根据实际需要选择恰当合适的补偿配置。在与经济压差法确定无功补偿容量的对比中,多目标优化方法虽然在降低有功功率损耗方面与经济压差法相差无几,但是设备投资则大为节省。

高压直流输电共用接地极电气接线研究

本文通过分析共用接地极特点,提出了共用接地极的接线方案。在共用接地极进线处装设隔离开关,并根据实际工程条件选择了隔离开关的型式和参数。通过计算共用接地极的电位升分布,对接地极线路检修提出了建议。

带有减震装置的±800 kV特高压直流穿墙套管振动台试验研究

穿墙套管作为一种水平安装的双侧长悬臂特高压直流设备,其抗震性能非常重要。为减小穿墙套管在地震下的响应,为穿墙套管设置了由摩擦型阻尼器构成的减震装置,并对带有减震装置的真型穿墙套管进行了地震模拟振动台试验。通过白噪声扫频试验获得了穿墙套管的动力特性,通过输入设备场地人工波,获得套管关键位置的地震响应。结果表明：在目标峰值下,带有减震装置的穿墙套管最大位移响应为123.91mm,其中由于连接板的摆动造成的刚体位移达到最大位移峰值的1/6;穿墙套管根部最大应力满足抗震要求。试验研究表明带有该减震装置的穿墙套管满足抗震要求,验证了该减震装置的可行性。

云广±800kV直流输电工程直流等效干扰电流限值研究

从直流滤波器性能的角度分析了影响云广±800kV直流输电工程等效干扰电流的因素,包括换流器对地杂散电容、平抗布置方式、直流滤波器型式等因素对直流滤波器性能的影响。然后参照目前直流输电工程的发展趋势,提出云广±800kVUHVDC输电工程合理的直流谐波指标。

变电站镀铜钢接地网设计关键技术

铜材的热稳定系数取值会随生产工艺的不同而不同,其取值大小将直接决定镀铜钢接地体的截面积大小,即直接决定了工程造价和工程技术方案的选择。针对目前我国的国家标准、行业标准、企业标准均未对镀铜钢的热稳定系数取值做出精细描述,结合国际标准,提出了一种针对镀铜钢热稳定系数的计算方法。以±500 kV从化换流站(国内第一个成功应用镀铜圆钢接地体的变电站)为示例,从导电性、热稳定性、耐腐蚀性以及经济性等方面对变电站接地网常用的纯铜、镀铜钢和热镀锌钢3种接地材料进行比较,认为镀铜钢作为变电站接地体材料,其技术性能与纯铜绞线差别不大,其经济性优于纯铜绞线,但该经济性优势需以准确设定其热稳定系数为基础。

AM29F800B与MC68376的接口方式及其在线编程

详细介绍了AM29F800BT与Motorola32位单片机MC68376的特性及其接口设计,采用C语言编写FLASH擦写程序,并通过MCU将用户程序代码写入FLASH,来实现在系统编程。

共用接地极技术在云广特高压和贵广Ⅱ超高压直流输电工程中的应用

从简要介绍云广特高压直流与贾广Ⅱ回高压直流输电工程入手,提出了共用接地极的构想。分析了两回直流系统共用接地极的数学模型,接着从工程实际的角度介绍了具体实施方法和步骤。最后阐述了采用共用接地极对于直流输电工程的意义并预测了共用接地极技术的应用前景。

±800kV穿墙套管的地震响应与振动控制

特高压直流穿墙套管是换流站的重要设备,地震易损性高。本文为评估穿墙套管的抗震性能,首先建立了±800kV穿墙套管有限元模型并进行了地震响应分析,针对其响应过大不满足工程要求的问题,提出了在穿墙套管根部布置金属摩擦阻尼器的减震方案,并对带有减震阻尼器的穿墙套管进行了地震响应分析,对比了未安装和安装阻尼器的穿墙套管在地震下的响应。分析结果表明:安装金属摩擦阻尼器能有效降低穿墙套管顶部加速度和根部应力,顶部加速度响应平均减小了34%,根部应力平均降低了54%,振动控制效果明显。减震后的穿墙套管可满足抗震设计要求,故增设阻尼器可大幅度提高穿墙套管的抗震性能。

±800 kV特高压换流阀塔——厅整体抗震性能分析

换流阀塔通常采用悬挂在换流站的阀厅的安装方式,在地震作用下往往导致较大的水平位移,换流阀塔之间的连接以及阀塔-阀厅相互作用的机理需深入研究。文中以±800 kV特高压直流换流站的换流阀厅及6组阀塔为研究对象,考虑阀塔与相连接的支柱绝缘子的金具连接特性,建立了阀塔—厅及阀厅耦联回路有限元模型并进行了不同地震动输入下的时程响应分析。研究表明:换流站阀厅结构在其基频附近对地面运动输入有明显的放大作用,且换流阀塔位移响应较大。采用具有较大变形能力的柔性管母线及金具,可以避免在地震作用下阀塔与相连的支柱绝缘子的牵拉作用。在换流阀抗震设计时应考虑阀厅的放大作用,阀塔与相邻设备的连接应选用具有大变形能力的金具,以改善其抗震性能。

不同连接方式下直流场回路支柱绝缘子抗震性能研究

为对比全硬管母连接和分段管母组合六分裂导线连接两种连接方式对直流场回路抗震性能的影响,以某换流站直流场±400 kV回路为研究对象,建立了不同连接条件下该回路的精细化有限元模型,获得了回路支柱绝缘子的地震响应。对不同条件下回路中支柱绝缘子的地震响应进行了对比分析,发现绝缘子的位置和回路的连接方式对绝缘子地震响应有较大影响。进一步得到如下结论:该回路在地震作用下易发生整体扭转,回路两端绝缘子地震响应较中间绝缘子大;全硬管母连接方式下回路整体性好,地震响应可以较好的均分给各个支柱绝缘子,分段管母加六分裂导线连接的回路整体性略差,平行弱轴的回路部分中设备的地震响应有明显增大;非直线布置耦联体系中平行弱轴的回路部分中设备的地震响应较大。

±800 kV滇西北特高压直流工程穿墙套管抗震性能研究

在高海拔、高地震烈度地区,良好的抗震性能是特高压直流穿墙管研制和运行的关键。针对滇西北特高压直流工程送端新松换流站9度地震烈度设防要求,为解决穿墙套管的抗震性能难题,评估穿墙套管的抗震性能,建立了新松站±800 kV穿墙套管及阀厅的有限元模型并进行地震响应分析。仿真结果发现设备应力响应较大,为增加应力安全裕度,提高设备抗震可靠性,提出了在穿墙套管根部布置金属摩擦阻尼器的减震方案,以提高套管整体抗震性能。同时根据仿真计算结果设计和研制了开展振动台试验所用的套管支架,对工程供货直流穿墙套管真型设备开展振动台试验研究,对比安装阻尼装置前后的直流穿墙套管地震响应发现:该方案可有效降低穿墙套管的地震响应,其最大应力和最大相对位移分别下降39.2%和71.3%,应力安全系数由1.53提高至2.52,显著提升了直流穿墙套管的抗震性能,满足滇西北工程抗震技术要求。

云广±800kV直流输电工程交流滤波器设计关键问题研究

介绍了直流输电工程交流滤波器性能和定值计算原理和模型,以云广±800kV直流输电工程楚雄换流站为例,研究交流滤波器设计的关键问题,包括孤岛运行方式谐波阻抗对低次谐波的影响。利用自主开发的DCDP软件进行了性能和定值计算,并提出了能同时满足并联运行方式和孤岛运行方式的交流滤波器配置方案。

高地震烈度地区特高压换流站阀厅电气布置及联接设计

阀厅的电气设计是整个换流站设计的重点和难点,特别是对于高地震烈度地区特高压换流站,需要在常规电气布置和连接方案的基础上进行相应的改进和优化,以适应高地震烈度地区阀厅电气设备抗震的需要。±800 kV新松换流站站址位于8度地震区,电气设备和布置连接按照9度(0. 4 g)设防设计。在分析新松换流阀厅内电气设备抗震计算结果的基础上,对阀厅的电气布置和连接方案进行了优化。在兼顾电气特性和机械特性的基础上,采用水平Z型和垂直Z型管母金具等特殊金具连接方案,对阀厅内部关键电气回路进行了抗震解耦,保证了阀厅内电气设备在地震工况下仍可安全运行。

垂直型直流接地极的电极结构对溢流密度的影响

[目的]垂直型直流接地极的溢流密度是关乎接地极性能的关键参数,因此电极结构对溢流密度的影响值得研究。[方法]针对垂直接地极的结构特点,分析了子电极数量、子电极长度、子电极间的间隙距离、电极井截面对溢流密度大小和均匀程度的影响。[结果]研究表明:溢流密度大小与子电极总长度有关,与子电极分段数量和间隙距离几乎无关;而溢流不均匀程度与间隙距离和电极井截面有关。[结论]结合计算分析结果提出了优化的垂直型电极结构。

负直流电压下棒板间隙起晕电压计算方法

电晕放电是高压输电工程设计和运行中面临的突出问题。针对空气间隙,基于流注放电理论,以自持放电为判据,建立了考虑海拔温度影响的负直流电晕起始电压的光电离模型,并阐明了判据中各个参数的物理意义。提出一种基于臭氧检测原理的起晕电压检测试验方法,获得短间隙下棒板间隙不同电极尺寸的负直流起晕电压。在特高压工程技术(昆明)国家工程实验室(海拔2 100 m)测得负直流电压下阀厅金具试品的起晕电压。将两次试验数据以及文献中获取的试验数据分别与模型计算结果对比,发现两者在相同条件下的差异很小。文中提出的起晕电压预测方法有望为高压直流阀厅金具的电晕控制及设计提供有效的依据。

换流阀的通断对阀塔避雷器均压环表面电场的影响

为分析换流阀的通断对阀塔避雷器均压环的影响,采用静电场有限元数值方法,在阀厅整体模型中,对阀塔避雷器均压环表面的电场分布情况进行分析。首先基于12脉动整流电路的原理,分析了换流阀各阀组件在计算时的加载方式,然后结合仿真得到阀厅设备在额定功率和轻载运行时的电位波形。采用静电场瞬时加载法求解,得到各种运行工况下阀塔避雷器均压环场强分布云图和最大值分布规律。通过分析阀塔避雷器均压表面的最大场强与换流阀的导通截止状态发现,在当前设计方案及配置条件下,截止状态下的阀塔避雷器均压环最大场强较导通状态下偏高。这表明换流阀在截止时对周围均压环电场产生的影响较开通时影响更大,这为后续阀厅金具设计优化提供更切合实际、更为准确的计算思路,具有重要的指导意义。