引言:结合特高压直流换流站实际运行情况,发现雷击对于整个换流站的正常运行以及设备绝缘有着极大的威胁,为进一步保障换流站运行的可靠性、安全性以及稳定性,加强对于特高压直流换流站避雷器配置的研究是十分有必要的。
一、特高压直流换流站避雷器的配置要点
在实际为特高压直流换流站配置避雷器的过程中,需要注意以下要点:第一,由于换流站电压等级相对较高,因此要求所选用的避雷器有着较大的流通容量,应通过相应措施强化避雷器的吸收力,而且对于电流分配的均匀性也有着较高的要求;第二,特高压直流换流站在实际运行的过程中,各点的谐波电压会相对较大,对此通常采用平抗分置策略进行避雷器配置,以此提高避雷器配置效益[1]。
二、避雷器配置方案
结合特高压直流换流站实际运行情况,以及对于避雷器的需求,笔者体提出了经典和经济两种避雷器配置方案,两种方案的主要差异和优缺点如下。
第一,典型方案是按照常规思路,在最高电位换流变二次侧直接配置A2避雷器,该设计方案的主要优势在于能够直接对最高电位点进行保护,有效提高该位置的绝缘水平,但是该方案所需要的避雷器数量相对较多,而且均位于高电位,因此避雷器使用寿命较短。而在此基础上设计的经济方案,则使用的是M2+V3型避雷器,进行串联,该方案的主要优势在于避雷器的使用数量相对较少,因此有着较高的经济性,同时其所占用的阀厅空间也相对更小。
第二,典型方案当中将平波电抗器分别配置在了极线和中性母线的位置,有效降低了十二脉动换流单元各位置的PCOV和相应位置的绝缘水平,提高了避雷器的保护水平。而经济方案当中,则将平波电抗器分别放置在了极线和直流母线上,该方案的应用,减少了E1H型避雷器的使用,即实现了方案配置的经济性,同时,也有效保障了设备的运行安全,降低了相应器件的绝缘水平。
第三,典型方案当中,还配置了CB1A和CB1B两个避雷器,其主要优势在于能够有效降低线圈端以及穿墙套管和隔离开关的保护水平,但是与经典方案相比,经济方案当中则只配置了CB1A一个避雷器,在保障了系统运行安全的同时,也减少了避雷器的数量,因此有着较强的经济性,而且空间占用较少。
三、避雷器参数选择
在进行避雷器参数选择的过程中,为保障避雷器作用的有效发挥,必须要确保其持续运行的电压幅值高于相应安装位置最高电压的峰值,同时还需要综合分析实际设备运行工况下,可能出现的谐波叠加情况。此外,还需要考虑到PCOV、操作冲击等相关因素的影响,以此确保避雷器选择的科学性以及合理性。
在进行交流避雷器参数选择的过程中,需要结合特高压直流换流站实际运行情况,合理选择避雷器的参数,而非照搬直流工程模式。
对于直流避雷器的参数选择,主要需要选择的避雷器参数包括CCOV、PCOV、直流参考电压以及荷电率。其中CCOV可按照直流工程进行计算,其计算公式如下:
式中,表示换流变分接头一级电压偏差和交流电压侧量容差的理想空载直流电压最大值。在实际进行计算的过程中,结合本文所提出的避雷器经济配置方案,值得注意的是,由于不同型号避雷器其本身的特点原因,在进行COOV计算的过程中,型号为C2和CB1A的避雷器,需要在上述标准公式的基础上,再乘以2cos15°。
其中,直流参考电压为避雷器起始的动作电压,在实际选择参考电压的过程中,为保障参数选择的合理性,还需要综合考量单位面积阀片的电流密度;荷电率为PCOV与直流参考电压的比值,主要用于表示单位电阻片的电压负荷大小,在选择荷电率的过程中,需要综合分析泄漏电流和温度的影响,荷电率的大小与避雷器其本身的使用寿命和老化情况之间有着十分密切的联系,因此为保障避雷器使用寿命,应在合理的范围内尽量选择高荷电率。经过计算分析得到不同避雷器的CCOV、PCOV、直流参考电压以及荷电率情况如表1所示[2]。
表 1 不同避雷器的参数
结束语:综上所述,在实际进行避雷器经济配置方案研究的过程中,应在典型配置思路的基础上进行合理优化调整,该方案的主要经济性体现在减少避雷器数量的同时,保障甚至提高配置方案的整体性能,此外还需要加强对于避雷器参数的选择研究,结合实际情况,综合考虑多方面因素,以此确保避雷器选择的合理性。
参考文献:
[1]刘守豹,侯玉成,盛明珺,等.特高压直流换流站金属回线转换开关电磁暂态特性分析[J].电力自动化设备,2021,41(06):220-226.
[2]余亚东,李杰,张荻.高压换流站交流侧避雷器在线监测系统的研制[J].电气自动化,2021,43(05):86-88+91.
作者简介:程雪霆(1998-),男,本科,从事换流站运维工作