高压直流输电系统换流站绝缘配合设计方法

摘要

高压直流输电系统换流站绝缘配合设计方法，属于高压直流输电系统分析方法，目的在于简化计算工作量，避免过多人为干预，指导用户高效完成绝缘配合分析。本发明包括避雷器配置步骤、系统分析步骤和绝缘配合步骤。本发明极大简化绝缘配合分析的计算工作量，避免用户过多的人为干预因素；并通过向导的方式指导用户高效的完成绝缘配合分析。

主权项

一种高压直流输电系统换流站绝缘配合设计方法，包括避雷器配置步骤、系统分析步骤和绝缘配合步骤；一.避雷器配置步骤，包括下述子步骤：1.1选择换流站的主接线：用户根据直流系统电压等级选择不同的主接线，主接线包括单极十二脉动桥和单极双十二脉动桥，电压等级为±500kV时选择单极十二脉动桥；电压等级为±800kV时选择单极双十二脉动桥；1.2输入系统基本参数：系统基本参数包括额定功率Pr、额定电压Ur、额定电流Ir、设计触发角α，设计关断角β，线路长度l，线路最高运行电压Udcm、线路最高运行电流Idcm，12次谐波电流含量Kd(12)，线路单位长度电阻值rdcl，换流变压器的阀侧电压最大值Uvmax，换相过冲系数K1；1.3配置避雷器位置与数量：参考国家电力行业标准DL/T 605‑1996《高压直流转流站绝缘配合导则》和国家电网公司企业标准Q/GDW144‑2006《±800kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合导则》给出的避雷器配置位置，确定设计的避雷器位置、类型及数量；1.4输入荷电率、阀片型号：用户输入系统初步设计中确定的避雷器荷电率以及避雷器伏安特性曲线的阀片文件；1.5计算CCOV、PCOV和Uref，并生成避雷器文件：结合系统参数，根据各点避雷器给定的计算公式计算避雷器的持续运行电压CCOV和持续运行电压峰值PCOV，同时计算阀的参考电压Uref＝PCOV/荷电率，并根据阀片文件，计算生成与相应避雷器一一对应的避雷器文件，以备后续步骤调用；二.系统分析步骤，包括下述子步骤：2.1搭建仿真模型：根据实际系统的接线方式，通过选用元件库中对应的元件，搭建与实际系统相同的仿真模型；2.2用户添加避雷器：用户将元件库中避雷器元件分别配置在仿真模型对应的位置上，同时根据设计的避雷器类型调用对应的避雷器文件；2.3进行仿真分析：用户依据系统绝缘配合分析需要，从相应的DL/T605‑1996导则和Q/GDW 144‑2006标准中给出的所有故障类型中，任意选择待分析的故障类型，并对仿真模型进行仿真分析；2.4提取避雷器特征值：针对每种故障类型仿真分析结果，在故障发生的时间区域里，提取各个避雷器各自对应的最大残压、最大电流和能量并保存，转绝缘配合步骤；三.绝缘配合步骤，包括下述子步骤：3.1选择最严重故障类型及避雷器特征值：利用系统分析步骤中提取的各种故障类型下避雷器的最大残压、最大电流和能量特征值，选择其中避雷器的最大残压、最大电流值最大的故障类型作为最严重故障类型，其对应的避雷器的最大残压、最大电流和能量作为避雷器特征值；3.2选择配合电流：用户根据最严重故障类型下的避雷器特征值，确定避雷器的配合电流，其原则是：所述配合电流大于避雷器特征值中的最大电流；3.3计算避雷器保护水平：结合避雷器文件的伏安特性曲线，提取避雷器伏安特性曲线上配合电流对应的电压值，作为避雷器保护水平；3.4输入比率RSIWV/SIPL、比率RLIWV/LIPL：按照设计要求，参照DL/T 605‑1996导则和Q/GDW 144‑2006导则中给出的选用范围，输入要求操作耐受水平和额定操作耐受水平的比率RSIWV/SIPL；输入要求雷电耐受水平和额定雷电耐受水平的比率RLIWV/LIPL；3.5计算避雷器的操作保护水平和雷击保护水平：结合避雷器文件的伏安特性曲线，计算避雷器的操作保护水平SIPL和雷击保护水平LIPL，操作保护水平SIPL＝避雷器保护水平×比率RSIWV/SIPL；雷击保护水平LIPL＝避雷器保护水平×比率RLIWV/LIPL；3.6配置端对地、端对端绝缘水平：根据避雷器的操作保护水平和雷击保护水平，确定避雷器保护设备端对地、端对端的操作绝缘水平和雷电绝缘水平，完成系统绝缘配合；其中，避雷器保护设备端对地、端对端的操作绝缘水平大于相应避雷器的操作保护水平；避雷器保护设备端对地、端对端的雷电绝缘水平大于相应避雷器的雷击保护水平。