10kV配电线路避雷器布置优化研究

在10kV配电线路建设期间,为了提高综合防雷水平,降低雷击灾害对线路运行的不良影响,电力企业要根据各个区域配电工程建设要求,对避雷器位置进行合理选择,并做好优化设计,确保配电线路在运行时,能够满足各方面要求,并降低线路故障问题发生几率。在对偏远山区多雷区的避雷器设备设置时,可以选择大通量避雷器设备,减少因避雷器损坏引发线路跳闸故障。本文就10kV配电线路避雷器布置优化进行相关分析和研究。

±1100kV直流换流站避雷器布置、参数和设备绝缘水平的选择

为了合理确定±1 100 kV直流换流站避雷器布置、参数和换流站设备的绝缘水平,在分析和比较±800 kV直流输电工程换流站避雷器布置和参数的基础上,推导了6脉动换流器绝对最大理想空载直流电压与换流变的短路阻抗成正比关系的公式,提出了换流变的短路阻抗大小基本确定了整流站直流侧阀厅内设备的绝缘水平,因此需尽可能减小该阻抗值。给出了阀厅内直流避雷器伏安特性、荷电率、持续运行电压峰值(CCOV)、包括换相过冲的持续运行电压最高峰值(PCOV)、直流参考电压和直流偏置电压的选择方法和影响因素。在换流变短路阻抗不大于24%和采用A2避雷器直接保护高端Y/Y换流变阀侧方案的条件下,高端Y/Y换流变阀侧的额定操作冲击耐受电压(SIWV)可选为2 030 kV,低于采用M2+V3避雷器串联保护方案的2 191 kV。针对整流站和逆变站交流侧分别接入750 kV和1 000 kV交流特高压方案,提出了降低交流避雷器额定电压的建议。提出的绝缘水平为换流变、换流阀、极母线和中性母线等±1 100 kV直流设备的样机制造和交流设备选型以及交、直流场的设计提供了技术支撑。

±800kV单12脉动特高压直流输电工程避雷器布置与换流阀过电压研究

研究±800 kV双12脉动特高压直流输电工程避雷器布置方案,基于巴西美丽山工程提出±800 kV单12脉动特高压直流输电工程的避雷器布置方案。进一步研究整流站换流阀过电压、阀避雷器承受的能量和电流,选取交流相间操作冲击、6脉动换流器闭锁和Y/Y换流变阀侧绕组单相接地3种典型故障仿真计算,给出了整流站换流阀最大过电压,阀避雷器的最大能量和最大电流。研究结果为±800 kV单12脉动特高压直流输电工程相关设备的设计、生产和试验提供参考。

特高压直流换流站避雷器配置方案研究

基于目前的最新进展,给出了两种典型的避雷器布置方案,分析了两个方案对最高端换流变阀侧不同保护方式的优缺点。从避雷器持续运行电压、荷电率、冲击保护水平和能量要求等方面论述了避雷器参数选取应该考虑的因素,并指出按照逆变站实际运行电压来选取避雷器参考电压,可以降低逆变站避雷器的保护水平和设备绝缘水平,降低设备制造成本。

±800kV特高压直流换流站绝缘配合方案分析

换流站绝缘配合是±800kV特高压直流输电工程实施中的关键技术之一。基于向家坝—上海和云南—广东2项±800kV特高压直流输电工程,从平波电抗器分置和换流站避雷器配置2个角度分析了特高压直流换流站绝缘配合的特点。重点分析了平抗分置方式在特高压输电中的经济技术优势,指出平抗分置将是特高压换流站平波电抗器的首选布置方式。给出了2个换流站的避雷器布置方案,描述了各个避雷器的保护功能,最后分析了特高压工程采用并联避雷器对直流极线平波电抗器的端对端保护功能,以及2个工程对最高端Y/Y换流变阀侧所采用的不同保护方式的优缺点。

±1100kV特高压直流换流站绝缘配合关键问题研究

换流站的绝缘配合设计是±1 100kV特高压直流输电工程实施中的关键技术之一,对换流站设备设计、选型、制造和试验均具有重要的指导作用。为合理确定±1 100kV换流站设备的绝缘水平,降低工程的技术难度并提高经济性,基于准东-成都±1 100kV特高压直流输电工程,对±1 100kV特高压换流站的避雷器布置方案和避雷器选型这两个关键问题进行了研究。研究结果表明:对于1 100kV特高压换流站,推荐以±800kV换流站避雷器布置方案为基础,在高端换流变压器阀侧增加A2避雷器,可以将高端换流变压器阀侧套管绝缘水平从2 250kV降低至2 100kV,高压直流1 100kV穿墙套管的绝缘水平从2 250kV降低至2 150kV;采用特高压交流1 000kV高性能4柱并联避雷器电阻片,可进一步将高端换流变压器阀侧套管绝缘水平降至2 000kV,高压直流1 100kV穿墙套管的绝缘水平降低至2 000kV。

±1100 kV直流换流站典型接地过电压研究

为了研究±1 100 kV直流换流站内典型接地过电压的特点以及检验避雷器配置的合理性,针对准东—皖南±1 100 kV特高压直流输电工程,利用PSCAD程序仿真计算了双极全压运行方式、单极金属回线运行方式、单极大地运行方式下阀顶接地、换流变阀侧接地、直流母线接地和直流极线出口接地等典型接地故障产生的过电压,并分析了其波形特征,给出了避雷器的最大残压和吸收能量。计算结果表明,整流侧接地故障时避雷器吸收的能量约为逆变侧的10倍;在当前避雷器布置下所有关键节点的过电压值均低于该位置的绝缘水平,且避雷器吸收能量均未超过其能量吸收能力,因此目前的避雷器布置是合理的。