特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合.ppt
1,5.特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合,5.1 常规高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合5.2 特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合的特点,2,5.1 常规高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合,3,直流输电系统绝缘配合,直流输电系统的绝缘配合包括直流输电线路的绝缘配合和换流站的绝缘配合。架空线路绝缘配合主要内容是:选择线路的绝缘水平、最小空气间隙、确定线路绝缘子的型式和片数、确定杆塔的设计尺寸等。换流站绝缘配合的主要内容是：过电压防护措施和避雷器配置方案的选择、各种避雷器特性及参数的选择、最小空气间隙、换流站内各种设备绝缘水平的确定等。,4,直流输电系统的过电压,直流输电系统的过电压也像交流输电系统一样，按过电压持续时间的长短，分为:暂时过电压操作过电压雷电过电压陡波过电压,5,暂时过电压,换流站交流侧暂时过电压 1）甩负荷过电压 2）变压器投入时引起的饱和过电压 3）清除故障引起的饱和过电压 换流站直流侧暂时过电压 1)从交流侧传来的暂时过电压2 由换流器故障所引起的过电压,6,操作过电压,操作过电压是指波头为30-1000s，波尾为1500s或更长的过电压波 换流站交流侧操作过电压 由交流侧操作和故障所引起 1）线路合闸和重合闸 2）投入和重新投入交流滤波器或并联电容器 3）逆变站交流母线的出线全部或大部被误切除 4）对地故障 换流站直流侧操作过电压 1）交流侧传来的操作过电压 2）换流器短路故障 3）直流电流断续 直流输电线路的操作过电压 1）极对地短路故障 2）开路的直流线路不受控充电,7,雷电过电压,雷电过电压通常是指波头为1-3s，波尾为10-100s的过电压波。直流架空线路产生雷电过电压的机理，与交流输电系统的情况没有本质差别。直击雷和反击雷在直流线路上产生雷电过电压，它将沿线路传入换流站的直流开关场。雷电大多为负极性，从而使正极导线的雷击次数远高于负极导线。因此，单极架空线路直流工程大多选负极性。换流站内的雷电过电压通常都是从交流线路或直流线路侵入的。雷电过电压对换流站设备来说，并不是绝缘选择的决定性因素。对于直流架空线路，只要全线装有避雷线，在杆塔接地电阻较小时，雷电过电压也不会造成威胁。,8,陡波过电压,陡波过电压通常是指电压上升率到1200 kV/s的过电压波。当处于高电位的换流变压器阀侧出口到换流阀之间对地短路时，换流器杂散电容上的极对地电压将直接作用在阀上，对阀产生陡波过电压。当两个换流器串联时，如果某一换流器全部阀都导通或误投旁通对，剩下未导通的换流器将耐受全部极对地电压，此时将造成陡波过电压。,9,过电压保护措施,1.阻尼装置 阀阻尼回路2 控制系统措施 1）防止全电压起动 2）防止电流断续 3）防止直流停运时的过电压 直流电流到零之后，再闭锁触发角 4）防止换流站交流母线暂时过电压 快速无功功率控制 3 保护间隙 现已不用4 避雷器 雷器是输电系统绝缘配合的基础，其保护水平决定了设备的绝缘水平。直流避雷器的运行条件要比交流避雷器严酷得多。目前在直流输电工程中，已无例外地均采用氧化锌避雷器作为过电压保护装置。,10,换流站绝缘配合,换流站的绝缘配合是以避雷器的保护特性为基础，其主要内容是：1.避雷器配置方案的选择2.各种避雷器特性及参数的选择3.各种设备绝缘水平的确定,11,绝缘配合的一般过程,换流站过电压保护和绝缘配合的一般过程是：确定避雷器的配置方案；确定各避雷器的额定电压和保护特性；初步确定配合电流，保护残压和设备绝缘水平；进行过电压研究，确定避雷器能量要求，校核实际流过避雷器的电流幅值是否超过配合电流；如果必要，进行调整，一般情况下调整避雷器并联柱数，必要时需调整额定电压甚至配置方案，最终确定保护方案和绝缘水平。,12,12脉动换流器的避雷器典型配置方案,13,换流站主要设备的绝缘水平,绝缘配合应针对每一个或一类设备按以下步骤进行：确定哪种避雷器动作将会在设备上产生最高的过电压；根据配合电流确定相应避雷器在各种冲击波下的保护水平；根据规程规定的绝缘裕度要求，确定设备的最低绝缘水平及最小空气间隙长度；根据IEC标准试验电压序列，将设备绝缘水平向上规整到最近一个标准试验电压。,14,直流母线绝缘水平比较,15,16,直流绝缘水平（西门子）,17,绝缘裕度推荐值,18,换流站防雷保护,换流站的防雷保护与常规交流变电站的防雷保护没有本质区别，都是采用避雷针和避雷线等方法将雷电波直击的概率降低到工程上可以不考虑的程度。确定换流站各部分防雷标准的基础是绝缘配合中采用的雷电波配合电流。,19,5.2 特高压直流输电系统过电压保护与换流站绝缘配合的特点,20,特高压换流站避雷器布置,21,特高压避雷器参数,22,特高压直流绝缘裕度,23,800kV高端换流变绝缘水平,24,800kV阀绝缘水平,25,800kV平抗绝缘水平,26,800kV直流穿墙套管绝缘水平,27,800kV直流母线设备绝缘水平,28,向上直流绝缘配合,高端换流变阀侧绝缘水平 LIWL SIWL 1800kV 1600kV交流耐压试验电压、直流耐压试验电压、换流变套管极性反转试验电压是线圈绝缘水平的1.15倍。雷电冲击和操作冲击试验电压比线圈绝缘水平高5。外绝缘：向上工程 ESDD0.067mg/cm2 户外直流场 硅橡胶、磁或玻璃绝缘子涂以PRTV,29,向上换流站过电压保护,30,同里户内直流场最小空气间隙(mm),31,云广换流站过电压保护,32,云广直流绝缘配合,33,云广直流绝缘裕度,34,谢谢!,请提出您的宝贵意见,
