±800kV特高压直流换流阀地震响应分析

位于地震高烈度区的换流站中换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有重要意义。以?800 kV特高压直流换流站的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,采用非线性弹簧单元模拟悬吊绝缘子,建立了有限元模型进行时程响应的分析计算。结果表明,地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过1 m,绝缘子的非线性特性使得阀塔竖向加速度响应剧烈,阀层出现"弹跳"现象。阀厅对地震波的放大作用可增大阀塔的加速度响应,但对位移响应影响有限。由于阀塔的高阶局部振型频率与阀厅基频接近,阀厅与阀塔发生共振导致阀塔顶部水平加速度响应巨大。建议采用直径更大的悬吊绝缘子以防止屈曲,并采取措施限制阀塔底部的水平位移。

特高压直流换流阀减振控制技术及地震响应分析

在地震作用下,特高压直流换流阀可产生巨大的水平位移及竖向加速度,导致阀厅内耦联回路及阀塔自身的破坏。该文提出了通过将阀塔底部与地面拉结,并设置弹簧–阻尼器单元的方法对阀塔的地震响应进行控制。以?800kV特高压直流换流站的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,建立了阀厅–阀塔理论分析模型及有限元模型进行时程分析,分析控制效果并提出了建议参数。结果表明:采用大水平投影长度、中等阻尼、大张力和小刚度的弹簧–阻尼器设计思路的位移控制方案可以有效地减小60%的阀塔的水平位移响应,绝缘子拉力峰值不超过静态时的1.8倍。对于高地震烈度区变电站,若阀塔离地面高度较大,建议采用此种措施进行位移控制。

特高压直流换流阀非周期触发暂态特性分析

±800 kV/4 750 A特高压直流(ultra high voltage direct current,UHVDC)换流阀通过了型式试验。饱和电抗器是换流阀中晶闸管的串联保护元件,深入研究其电气特性对于提高换流阀的可靠性有重要意义。分析了特高压换流阀在非周期触发工况下,晶闸管开通物理过程及电气应力;分析了饱和电抗器各电气参数、铁芯电感和铁芯等值电阻动态过程对开通应力的影响。研究了饱和电抗器与晶闸管协调配合工作的原则,提出了饱和电抗器电气参数设计方法。仿真结果显示,饱和电抗器在非周期开通过程中起到了很好的保护作用,浪涌电流峰值及电流变化率均在晶闸管耐受范围内。

高压直流换流阀的低压加压试验研究

对HVDC工程调试中的换流阀的低压加压试验的内容方法进行了阐述,阐明了低压加压试验对于HVDC工程调试的重要性,并结合零功率试验的内容就换流阀的低压加压试验的实际应用意义进行了讨论。

高压直流换流变一次通流试验方法的研究及应用

在高压直流换流变保护调试中,确定其套管电流互感器(TA)极性及其二次回路正确性是一项较困难和复杂的工作。文中结合实际工程应用,提出了采用直流和交流一次通流校验换流变套管TA二次回路的方法。在介绍互感器同名端和极性的基础上,分析了利用直流和交流一次通流检查TA二次回路的原理;给出了换流变套管TA二次回路检查的一次通流方法及其现场应用的关键问题和完整实现方案。利用政平站换流变保护改造调试,将文中的直流和交流一次通流方法应用于实际工作,检查换流变保护相关二次电流回路极性及接线等的正确性和完整性,现场启动试验的带负荷测试验证了此方案的有效性。

±800kV/6250A特高压直流换流阀的研制

随着我国东部地区用电负荷进一步增大,迫切需要开发10000MW以上特高压直流输电技术。针对直流工程核心装备,系统地介绍了6250A/±800k V特高压直流换流阀的研究工作。通过结构参数、电子辐照能量等参量的调整,开发了具有超大通流能力的晶闸管,提出了晶闸管电气特性优化方法。分析了晶闸管关断过冲电压及关断损耗的影响因素,确定了阻尼电阻、阻尼电容值,关断过冲安全情况下使晶闸管关断损耗最优化。建立了饱和电抗器等效电路模型,对优质低损耗铁心的热特性开展了仿真分析,分析结果表明电流大幅提升并未明显提高饱和电抗器铁心损耗及热点温升。建立了流体-固体耦合模型,开展了电接头热特性分析,通过巧妙设计含水路的母排,在有限空间内解决了大电流下电接头发热的问题。最后对研制的6250A/±800k V特高压直流换流阀开展了型式试验,试验结果表明换流阀各项指标优良,完全满足工程应用要求。

高压直流换流阀例行试验方法研究及工程实践

直流换流阀作为高压直流输电系统的核心装备之一,其结构复杂,制造难度大,全面的例行试验是保障其装配及组件性能符合设计要求的重要手段,也是其工程应用的前提条件。文中研究了阀例行试验方法,通过对阀运行中应力分析,并结合标准IEC 60700,提出了阀例行试验项目和试验要求,建立了试验流程,研究了试验电路和相应的试验方案,并投入锦屏—苏南±800 kV高压直流工程中应用,通过实际试验验证了该试验方法的合理性和有效性。

特高压直流换流变压器灭火方案探讨

介绍了特高压直流换流变压器的主要参数、火灾特性,叙述了特高压直流换流变压器灭火技术现状,提出了特高压直流换流变压器灭火方案,指出需进行灭火系统设计参数、新型灭火装置以及系统组合灭火的研究,对已建特高压换流站增设或改造消防设施方案及事故储油池的安全应用提出建议,为提高扑救特高压直流换流变压器火灾的可靠性提供技术支持。

特高压直流换流阀分布电容分析与测试

分布电容是影响特高压直流换流阀冲击电压特性的重要因素,在换流阀设计过程中需要进行优化控制。提出特高压换流阀系统多导体分布电容复杂电路网络的等效简化方法,研究分布电容影响冲击电压特性的机理,分析通过改善分布电容实现多级串联单元均压设计的方法。在此基础上,提出特高压工程双12脉动换流阀多阀塔分布电容简化分析模型和理论计算方法。研究大尺寸、多分立导体装备的分布电容测试方法,提出实验室条件下阀厅边界条件等效方法,测量引线误差控制方法和测量导体排列组合方法,在特高压直流换流阀真型阀塔上开展分布电容测试,验证了理论分析方法的准确性,获得了分布电容特性。

高压直流换流阀零部件故障智能诊断方法研究

高压直流换流阀是特高压直流输电的核心,换流阀的可靠工作是特高压直流输电系统安全稳定运行的必要保证。高压直流换流阀关键零部件故障智能诊断技术是目前国内换流阀巡检研究中相对空白的领域,尚没有完整的检测诊断体系。在上述背景下,提出了一组利用换流阀可见光图像中各零部件的关键特征进行故障智能诊断的算法,并设计了相应的验证实验。实验表明,所设计的算法能有效识别出TCE板接线脱落、螺母松动、器件老化等阀组件故障。该组算法可以应用在高压直流换流阀关键零部件的智能故障诊断、在线故障预警中,具有较高的工程应用价值。

北京市科委主任闫傲霜调研特高压直流换流阀

近日，北京市科委主任闫傲霜一行，到中国电力科学研究院智能电网产业园，就中国电科院自主研发的特高压直流换流阀进行现场调研。闰傲霜一行在国家电网公司重点实验室——电力系统电力电子实验室内参观了由中国电科院自主研发的世界首个±800kV／4750A特高压直流换流阀，并在生产车间，

世界高压直流换流技术进展

尽管最近东南亚国家电网互连计划推迟 ,巴昆高压直流 (HVDC)输电工程流产 ,但是国际HVDC输电线和背靠背互连的大量新项目方兴未艾 。

特高压直流输电换流阀冲击暂态均压措施研究

冲击暂态工况下,实现各级晶闸管电压分布均匀是换流阀设计的重要工作。随着晶闸管串联级数的增加,电位分布不均匀的累积效应更为突出,需要研究可靠性更高的均压措施。该文提出换流阀冲击暂态建模方法,分析影响换流阀冲击电压分布特性的机理,提出配置屏蔽电容、分散式屏蔽系统、饱和电抗器集中布置等均压措施,分析各项均压措施的可行性。在真型阀塔中,构造出饱和电抗器分散、集中两种布局形式,在相同激励下,分别测试多串联单元的电压分布,验证了均压措施的合理性和可行性。

高压直流输电换流阀阻尼电容器故障机理分析和防范对策研究

详细论述了高压直流输电换流阀阻尼电容器的电气工作原理以及不同类型阻尼电容器的工艺结构和电气特性,对该电容器运行中出现故障的机理进行了分析,通过仿真及大量冲击放电试验结果的对比,说明大电流冲击下不同类型阻尼电容器元件结构及材料对其电气参数的影响,得出金属铝箔式电容器耐电流冲击特性更优,更适合作为高压直流输电换流阀阻尼电容器的结论。

±1100kV特高压直流换流阀地震响应分析

位于地震高烈度区的换流站中,换流阀塔的抗震性能对换流站的安全运行有很大影响。以±1100kV特高压直流换流站内的高端换流阀厅及换流阀塔为原型,建立其有限元模型并进行时程响应的分析计算。结果表明:在加速度峰值为0. 2g的地震作用下阀塔底部水平位移响应可超过0. 7m,且拉杆绝缘子最大应力为290MPa。建议改进换流阀塔悬挂结构的构造措施,以防止悬挂绝缘子屈曲,并降低阀塔底部的水平位移响应。

特高压直流换流阀饱和电抗器用超薄硅钢国产化研制

阳极饱和电抗器是特高压直流换流阀保护晶闸管的核心部件.超薄取向硅钢是实现饱和电抗器在晶闸管开通和关断过程中抑制di/dt和dv/dt功能的关键材料,长期依赖从日本金属公司进口.

特高压直流换流变压器灭火方案研究

目前,我国电力事业保持着高速发展的状态,为满足供配电需求,电力网络呈现出复杂化的态势,系统内配置了各种的电力设备和设施,有效保障了电力供配电服务质量。特高压直流换流变压器在电力系统中有着重要的保护功能,但如果存在设计和操作方面的问题,势必会酿成火灾事故,造成重大伤亡和损失。因此,电力工程领域针对特高压直流换流变压器,应注重灭火方案的设计。基于此,本文从特高压直流换流变压器的特点和优势出发,分析其可行的灭火方案,有利于指导这方面的火灾事故处理。

直流换流阀单元模块蒸发冷却系统的仿真分析与试验

对直流换流阀的发热问题和目前主流的水冷技术存在的缺陷进行研究,提出采用蒸发冷却技术用于直流换流阀单元模块的冷却。针对由5英寸晶闸管集成的直流换流阀单元模块,设计包含贴壁式蒸发器、集气管、回液管和冷凝器等组成的蒸发冷却系统。建立单元模块蒸发冷却的仿真分析模型,得到不同功率工况下晶闸管表面的温度分布情况。试验数据与仿真结果误差在8%以内,验证了计算和试验的准确性。研究表明,蒸发冷却技术的应用使得晶闸管的温度分布更加均匀,冷却余量增大,可保障直流换流阀单元模块的载流能力,这将为直流换流站采用蒸发冷却系统提供分析和设计依据。

基于模拟负载的特高压换流阀MVU冲击电压试验方法探讨

特高压直流换流阀多重阀单元(MVU)冲击电压试验为型式试验的一部分,四重阀的MVU冲击试验具有试验回路大、试品数量多、试验成本高等不足。为解决上述问题,国内外学者研究设计了模拟负载,并提出基于模拟负载的MVU冲击试验方法。文中对采用该方法得到的试验数据进行分析,得出如下结论:基于模拟负载的MVU操作冲击试验科学可靠;基于模拟负载的MVU雷电冲击试验,在阀两侧并联电容可改善模拟负载电压波形;基于模拟负载的MVU冲击电压试验,需进行总试验电压及模拟负载电压的差值运算,防止阀承受过高电压导致晶闸管级损坏;同时提出单阀电位分布监测对MVU冲击试验具有一定指导意义。

±800kV直流换流阀模块内部电场仿真对比分析

全球能源互联网以其可再生、分布式、互联性、开放性和智能化等优势日益受到业界普遍关注,高压直流输电系统作为能源互联网中的基本组成元素,换流阀内部高电位区导体表面电场计算是实现小安全裕度下换流阀绝缘优化的关键。在实际运行的直流输电工程中,±800 k V直流换流阀塔内部电路触发板上的直流均压电阻温度过高,因此需对阀模块内部进行电路改造。为重新测量电路改造后阀塔内部绝缘的可靠性,采用Solid Works建模软件建立阀塔3维模型;并结合逐次子模型技术,利用ANSYS有限元软件对阀模块内部元件的表面电场强度进行仿真计算;对比分析改造前后的阀模块内部电场分布情况。结果表明,阀模块内部整体电场分布合理,电场分布情况满足工程设计要求,最后提出针对电场薄弱环节的优化建议。