试论±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合

陈 蔚,杭 峰

（国网江苏省电力公司检修分公司特高压交直流运检中心,江苏南京,210000）

试论±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合

陈 蔚,杭 峰

（国网江苏省电力公司检修分公司特高压交直流运检中心,江苏南京,210000）

本文就±1100kV特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合进行了具体研究，希望这一研究能够在一定程度上推动我国电力事业的相关发展。

±1100kV；换流站；特高压直流输电

0 前言

在我国“西电东送”战略的实现中，特高压直流输电凭借着自身远距离、大容量、低损耗的输电优势，已经成为我国能源资源优化配置的有效途径之一。±800kV特高压直流输电工程在我国早已正式投运，但为了更好的满足我国未来大容量的长途输电需求，我国电力业界近年来一直致力于研究±1100kV特高压直流输电，在本文的研究中笔者结合我国在2016年5月31日湖南省电网工程公司承建的昌吉至古泉±1100千伏特高压直流输电线路工程（甘9标段），对该工程中特高压直流换流站过电压保护和绝缘配合进行了研究。

1 系统基本运行参数

昌吉至古泉±1100千伏特高压直流输电线路工程起于新疆自治区准东五彩湾换流站，止于安徽省皖南换流站，航空直线长度为3337千米，输送容量12000MW，而这一工程的甘9标段，线路长度128.793千米，杆塔181基，其中直线塔130基，耐张塔51基，工程换流站每极采用550kV+550kV的双12脉动换流器串联接线，而换流站内平波电抗器按户外干式绝缘考虑，每极平波电抗器电感量按240mH考虑。

2 换流站过电压保护

2.1 交流侧过电压保护

在交流侧的过电压保护中，我们需要参考图1所示换流站避雷器布置方案，从图1我们能够清楚看出换流站交流母线侧的设备主要由交流母线避雷器A保护，而这一保护作用之所以能够较好发挥，则得益于这一避雷器安装在紧靠换流变和每大组交流滤波器母线上，而其主要负责的是来自交流系统的雷电侵入波，并选取20KA的配合电流。

2.2 阀厅的过电压保护

结合图1，在阀厅的过电压保护中，这一保护主要集中在晶闸管阀、上12脉动换流单元、12脉动换流单元中间母线、下12脉动换流单元等四部分。具体来说，在晶闸管阀的过电压保护中，其主要通过并联在阀两端的阀避雷器进行保护，也就是图1中所示的V11、V12、V2、V3等四个阀避雷器。由于侵入阀厅的雷电冲击被限制到很小，这里我们需要选择较小的配合电流；而在上12脉动换流单元的过电压保护中，穿墙套管、隔离开关等设备由避雷器CBH直接保护，这一保护具备着不会承受严重的操作负载的特点，故此其需要的配合电流也较小。而上12脉动换流器6脉动桥母线由避雷器MH直接保护，这一避雷器与避雷器CBH拥有共同特点；在12脉动换流单元中间母线的过电压保护中，其由避雷器

CBL2直接保护，其所需配合电流同样较小；而在下12脉动换流单元的过电压保护中，避雷器ML+V2、避雷器ML、避雷器CBN1+V2(雷电冲击)和CBN2+V2(操作冲击)依次对低压端Y/Y换流变阀侧相对地绝缘、下12脉动换流器6脉动桥母线、低压端Y/D换流变阀侧相对地绝缘等装置进行保护。

2.3 直流母线的过电压保护

同样结合图1，直流母线的过电压保护可以分为直流极线、极线平波电抗器两个部分，其中直流极线的电压保护主要由直流极线避雷器DB1和直流母线避雷器DB2负责；而极线平波电抗器的电压保护则主要由并联在其两端的DR避雷器负责。

2.4 中性母线的过电压保护

如图1所示，在中性母线的过电压保护中，阀侧中性母线由避雷器CBN1和 CBN2 共同保护，线路侧中性母线由避雷器E保护，而接地极引线和金属回线则由避雷器EL和EM直接保护。v

3 换流站设备绝缘水平

电气设备的绝缘耐受电压需高于避雷器的保护水平，这样才能够较好的保证换流站内设备在遭受过电压应力时的安全性，为此笔者结合相关资料与计算，确定了换流站直流极线平波电抗器线路侧设备的雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平为2594kV和2138kV，也就是按照20%和15%的裕度选取雷电冲击绝缘水平和操作冲击绝缘水平，直流极线平波电抗器阀侧设备等设备同样按照该标准选取。

4 结论

本文结合我国以往的±800kV特高压直流输电工程的建设经验，对±1100千伏特高压换流站的交流侧、阀厅、直流母线和中性母线等不同区域重要设备的过电压保护策略进行了详细论述，并确定了换流站设备绝缘水平，希望这一研究内容能够在一定程度上推动我国电力事业的发展。

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The 1100kV + uhvdcconverterstation overvoltage protection and insulation coordination

Chen Wei,Hang Heng
（State Grid Jiangsu electric power company maintenance branch UHV AC and DC Inspection Center,Nanjing Jiangsu,210000）

This paper 1100kV UHVDC converter overvoltage protection and insulation coordination for the specific research,I hope that this research can promote the development of China's power industry to a certain extent.

+ 1100kV;HVDC converter station

图1 换流站避雷器布置方案