高压直流输电系统的过电压保护和绝缘配合.pdfVIP

维普资讯 2X()4年第11期 《贵州电力技术》 (总第65期) 高压直流输电系统的过电压保护和绝缘配合 中国南方电网超高压输变电公司贵阳局 向 奕 [550003] 贵 州 送 变 电 工 程 公 司 隆 重 [550002] 随着电力系统的高速发展，高压直流输电技术 而很有可能产生并联谐振 。当投入空载换流变压器 由于其在技术、经济、输电容量、输电损耗、运行的可 时，其励磁涌流中的低次谐波分量会引发谐振过电 靠性等许多性能指标上均优于交流输 电，因而得到 压。所以在所有换流变压器的进线断路器上均加装 了越来越广泛的运用 。由于直流输电系统中的过电 合闸电阻，用以提高阻尼，降低换流变压器投入时的 压，特别是内部过电压，无论就其产生机理及出现频 谐振过电压。 率来说，还是从幅值、波形来看，都与通常的交流系 1．1．3 切除故障引起的饱和过 电压 统有着很大的差别，直流避雷器的工作条件、原理、 当在换流站交流母线上或在交流母线附近处发 结构、保护特性等也和交流避雷器不一样，电气设备 生单相或多相短路故障时，在故障期间，换流变压器 在直流系统中的电气绝缘特性也和交流系统不一 中含有剩磁，剩磁的大小保持故障前的水平。当故 样 ，因此高压直流输 电系统中的过电压保护和绝缘 障切除交流母线电压恢复的时候，电压相位与剩磁 配合是一个值得研究的课题。 的相位不匹配，将会使变压器发生饱和，从而产生过 笔者有幸参与了贵广直流输电安顺换流站工程 电压。 的建设和运行过程 ，本文将结合安顺换流站工程的 1．2 操作过电压 具体情况，对高压直流输电系统中过电压保护和换 (1)交流侧操作过电压 流站的绝缘配合情况进行论述。 在换流站的交流侧进行操作、发生故障或故障 切除时会引起操作过电压，该过 电压会对换流站交 1 高压直流输电系统过电压 流侧的各种设备产生冲击，并通过换流变压器耦合 1．1 暂时过电压 到直流侧，对换流阀和直流母线及设备产生冲击。 1．1．1 甩负荷引起的工频过 电压 引起换流站交流侧产生操作过 电压有 以下几种情 当换流站的无功负荷发生较大变化时，系统将 况：线路合闸和重合闸、交流滤波器和并联电容器组 产生不同程度的电压变化，特别是当无功负荷突然 的合闸和重合闸、故障开始时产生的过电压、故障切 消失时，将会产生幅值很大的工频过 电压。如换流 除时产生的过 电压等。 变压器停运等。 (2)阀厅内换流器短路故障引起的过电压。 由于交流系统的异常运行，如三相故障切除、单 (3)直流极母线短路故障引起的过电压。 相接地故障或直流系统故障引起甩直流负荷，将会 (4)控制系统故障引起的过电压。 引起工频过 电压，其过 电压幅值的大小取决于电网 (5)金属回路断线引起的过电压。 条件、无功功率的变化和短路容量两者之间的关系 当换流站 以单极金属回路方式运行时，一旦金 以及系统的短路容量等。当交流系统在换流站附近 属回路断线，整流站的直流 电流必然会强迫通过 E 三相短路时，交流母线电压急剧下降为零，换流站迅 避雷器 (见图2)流人大地