特高压直流输电线路故障过电压的分析及研究论文_贺云龙

(国网陕西省电力公司检修公司 西安市)

摘要:文章以特高压直流输电线路故障过电压为研究目的,首先分析了特高压直流输电线路过过电压内涵,其次针对中部直流输电线路故障过电压详细介绍,最后总结了相关的影响因素,从而真正意识到特高压直流输电线路故障过电压的重要性。

关键词:特高压;直流输电线路故障;过电压

特高压直流输电线路是满足城市化建设的重要举措,但是特高压直流输电线路建设期间,经常会遇到一些线路确定或者换流站设备绝缘等问题。电力系统不断升级电压模式,绝缘费用也不断增加,正确处理特高压直流输电线路故障对电力企业发展至关重要。特高压直流输电线路故障中,绝缘问题非常关键,其在不仅对电压的产生、过电压幅值等限制,还能够操作过电压或者对地闪络过电压等。结合特高压(±800kV)直流输电线路故障过电压详细分析,为改善其中的不足提出有效建议。

1.特高压直流输电线路过电压分布介绍

直流线路过电压如果出现安全故障,竟会从整流侧方向出发,将其迅速移动到164°,触发整流侧角,经过游离之后,必须再次启动直流系统,从而恢复输送功率。特高压直流输电线路出现安全故障,会根据移相指令开始移动,从发生时刻开始执行时差操作,控制直流输电线路的延时保护装置,结合出现故障的地点为基础,对整流站距离进行调整,参考与直流输电工程控制保护相关经验以及方案,及时了解保护情况,这个时间大概需要20ms,其中去游离时间需要控制在150-200ms【1】。结合直流线路输电线过电压故障研究,其发货时能对地闪络现象期间,非故障极会根据最高过电压中的包络线出现变化,故障点调整距离通过2071n/40计算获得(单位为km),最终结果为n=0-40。图1为线路距整流站不同距离对地闪络时过电压沿线分布包络线。

2.2线路中点过电压机理

直流线路其中点时常会出现对地闪络故障,如果不是线路故障造成的电压计算波形,就需要参考非故障极线路。一般这种问题故障发生之前,电压一般在786kV,但是接地故障出现的同时,电磁耦合故障会提升电压幅值,最高会升到1025kV。在此基础上,接地故障之所以会出现这样的现象,重要原因是其电压波以及电流波暂态分量不平稳,达不到光速要求标准,并且在传播整流站、逆变站之间出现反射与折射现象,换流站其端部滤波器等暂态分量以及故障点反射波分别朝着故障地点传播【2】。整流站、逆变站之间的传播距离相同,都会在7ms之后同时到达发生故障的地点,并且电压幅值直接上升到1509kV。根据实际故障出现的调查分析发现,波前的时间一般是250μs。发生故障之后,直流输电线将会出现暂态扰动传播行为,将电流传播至整流站之后,出现折射反应控制保护装置及时检测到这一变化,当然检测之后并不能及时控制幅值变化,需要采取相应手段。

3.过电压幅值影响因素

3.1杆塔接地电阻

杆塔接地电阻对过电压幅值影响明显,帮助其降低发生对地闪络反应期间呈现出的暂态分量,同时降低过电压水平(非故障极)。直流额定的情况下,线路杆塔接地电阻呈现出不同线路中点,并且产生接地电阻【3】。线路杆塔变化的同时,接地电阻也出现变化,两者变化方向相反,从这方面分析发现,过电压幅值变化中杆塔接地电阻是重要的影响因素。

3.2换流站端部抗组

换流站也是影响过电压幅值的重要因素。一般情况下特高压直流输电线包含线路与中性母线等不同的结构,将平波电抗器进行调整,从200mH调整为150mH,期间直流线路如果出现故障,非故障极线路幅值竟会出现变化,从最初的1509kV上升至1510kV,换流站对平博电抗器的电感值非常敏感,也是重要的影响因素。当然直流线路长度以及参数等,都是过电压幅值的重要影响因素,影响着过电压幅值的变化。掌握这些影响因素才能保证过电压幅值稳定。

结束语:

综上所述,结合上述分析准确认识直流输电线路故障过电压,不断改善故障问题,提高直流输电线路的稳定性,保证电力系统的健康运行。

参考文献:

[1]周全,别睿,涂莉,冯鸫,樊友平.±800 kV直流线路故障过程中电磁耦合特性与保护研究[J].电网技术,2014,38(08):2133-2140.

[2]甄昊涵,郭洁,李江涛,张豪,门博.UHVDC阀闭锁移相参数对站内接地故障过电压的影响[J].高压电器,2014,50(05):42-45+50.

[3]普子恒,阮江军,杜志叶,吴田.同塔双回500kV高压直流线路感应过电压研究[J].高压电器,2016,48(10):52-57.

论文作者:贺云龙

论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期

论文发表时间:2018/6/7

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