崔拼搏
国网青海省电力公司检修公司 青海 格尔木816000
摘要：随着我国电力系统的不断发展，实现了先进技术的突破，促进了社会经济水平的提高。目前，我国已经实现了特高压线路工程的建设，同时也是世界上首例完成“双百万”特高压商业电力线路工程建设的国家，对我国电力企业的发展树立了标杆。但是由于特高压直流输电系统具有一定的特殊性，换流站内的电容性和电感性组件也比较多，因此，经常会出现短路故障，从而引起过电压的问题。为了有效的保证特高压直流输电系统的稳定运行，本文主要针对特高压直流输电系统换流站故障过电压的主要因素进行深入研究，促进特高压直流输电系统的稳定运行。
关键词：特高压；直流输电系统；换流站；故障过电压；研究
引言：目前，我国从晋东南途径南阳至荆门的1000kV特高压交流线路已经完成运行，成为了世界上第一个特高压双百万的输电工程。通过先进的电网技术与工程建设有机结合，实现了百万级交流同步骨干电网的全面建设，促进了我国电网企业的现代化发展。但是就当前情况下来说，特高压直流输电系统在运行过程中仍旧存在着许多问题，尤其是换流站故障引发的过电压现象，对直流输电系统的稳定运行造成了巨大的影响。为此，必须加强特高压直流输电线路的管理力度，分析换流站故障过电压产的原因，从而实现特高压线路的可靠运行，推动我国电力行业的稳定发展。
1、特高压直流输电系统换流站过电压产生的影响
在具体的特高压直流输电系统功换流站功能体系设计中，还需要掌握电压的具体设计标准，并明确规定电压要求。特高压直流输电系统线路断路器不得超过1.3Pu，线路电路器不能超过1.4Pu，以线路设计指标为基础，缺乏稳定的限制性标准，在反复比对后，还要进行合理的优化与改正，了解电压控制标准，此外，以断路器设计指标为基础，变电设计还应该掌握电压系数的设计指标，作出良好的线路调整。电力系统中的电容和电感元件操作发生故障时，能够形成各种振荡回路，在其作用下，会出现串联谐振现象，导致系统某些元件出现严重的过电压，工频过电压指系统的线路空载，不对称接地故障以及甩负荷引起的工频高于工作电压的过电压。特高压直流输电系统的线路荣幸电功率通常较大，而输送功率变化也比较大，在u线路长度对比后，工频电压会出现严重问题，如果不能及时进行处理，就会造成幅度超限问题，影响特高压直流输电系统的运行安全。以工频系数为基准，合理的制定标准十分关键。结合输电线的分布参数模型，特高压直流输电系统可以看做多个电感电容串联回炉，并且容抗大于感抗。在末端空载时，线路入口阻抗为容性。在电压操作阶段，对特高压直流输电系统具有严格要求，操作阶段必须对电压进行合理的优化和调整，确保基础幅度符合实际需求，可以适当依靠避雷器的配置。此外，特高压直流输电系统也决定着过电压保护水平，对电压水平和系数进行有效评价，确保系统运行安全。结合不空洗漱和分布参数，对线路指标进行测定，整体容积相对较大，末端空载和轻载时，对线路指标进行测定，整体容量相对较大。结合功能电压和电力系统的实际需求，提前对电源电路的实际情况进行分析，并对设定容量大的一侧进行线路切除，切除短路容积小的一侧，降低电容量效应，从而减少过电压产生的危害。
2、特高压直流输电系统换流站的避雷器配置
对于特高压直流输电系统的换流站来说，与传统的高压直流输电系统结构基本相同，特高压直流输电系统仍然是利用整流站将交流电转化为直流电，并通过输电线路送到接收端，在经过逆变站转化为交流电，最终将交流电传送到负荷端。所以，换流站的稳定运行关乎着整个系统的可靠性与安全性。对特高压直流输电系统具有重要影响。但是对于特高压直流输电系统来说其中的换流站中具有较多的电容性和电感性组件，如果当换流站出现短路时，就很容易造成过电压现象，影响整个换流站的可靠运行。
而通过金属氧化物避雷器的配置，可以有效的限制特高压直流输电系统在操作中引发的故障问题，从而避免过电压现象的出现。以下从绝缘配合角度以及制造成本层面进行研究。
2.1避雷器的布置原则
换流站金属氧化物避雷器的配置原则包括以下几点：（1）交流侧的过电压尽量采用交流侧的避雷器进行限制；（2）直流侧的过电压则由直流线路避雷器、支流目前避雷器以及中性母线避雷器进行限制；（3）需要进行重点保护的设备应该紧靠避雷器，方便起到直接保护效果，比如交流/直流滤波器以及换流阀，应该分别布置避雷器进行保护。因此，在基于以上几个避雷器布置原则上，能够有效的保障设备安全运行的基础上，简化避雷器的配置，缩减成本。
2.2特高压直流输电系统避雷器布置方案
以±800kV特高压直流输电系统换流站为例，采用无间隙氧化锌避雷器，其送受端为500kV交流侧避雷器布置和常规±500kV特高压直流输电交流侧一直，并且每台换流变侧和滤波器母线分别布置避雷器。经计算研究表明，特高压直流输电系统换流站交流侧两侧的母线可以不设置避雷器。而避雷器的布置放射与其他运行的特高压直流结构基本保持一直，一般查表与上组12脉动换流单元，换流变阀侧绕组与地之间布置了A2避雷器，有效降低了操作绝缘水平，减小空气间隙。通过对整个上组12脉动换流单元配置避雷器，实现换流单元的独立运行，优化特高压直流输电系统避雷器布置方案。
3、特高压直流输电系统磁控电抗器
对于特高压磁控电抗器的设置，在结构的设计中首先要掌握整体的容量，对系统所能承受的体积以及电压进行了解，并采取三项式容积，结合运输和安装功能的需求，提前对系数进行评价，为了更好的满足电压结构，可以开展电压合理化控制，特别是对特高压和小功率，要全面掌控功率的大小，适当进行优化。历次电控器的接线设计至关重要，为了满足单向控制需求，需要提前进行并联，在进行相关调整。控制绕组在三角形的基础上，全面考虑故障类型和潜供电流系数要求，明确谐波含量，对控制组进行分析，并结合装置供电需求来设计。结合特高压直流输电系统的线路系数和控制机组实际情况进行分析，在饱和区域对正饱和以及负饱和进行评价，交流等效电抗值落实完成，实现连续平滑调节，从而实现动态补偿的有效调节。以磁控电压为基础，对电网实际情况进行分析，了解500kV的系数，对区域进行电网供电，在系统接线设计完成后，还要对每个机组进行合理的优化条件，一发点击变压器单元接线流程为基础，掌握母线属性，对电能进行汇集处理，一般情况下电压系数容易被调整，在补偿设计环节中，要进行补偿掌握，满足补偿性能，以经济学为基础，对西安路长度调节，结合实际输送功率来确定。
4、结束语
综上所述，随着我国特高压直流输电系统的全面建设，推动了电力企业的发展，但是在特高压直流输电系统换流站短路故障中，经常会造成过电压的问题，从而影响特高压直流输电系统的稳定运行，不利于电力企业的发展，为此，必须分析特高压直流输电系统换流站故障过电压的原因，从而提出有效的解决对策，提高系统运行的稳定性。
参考文献：
[1]刘泽洪,王绍武,种芝艺,黄勇,郭贤珊,肖鲲,刘杉,李探,赵文强.适用于混合级联特高压直流输电系统的可控自恢复消能装置[J/OL].中国电机工程学报:1-10[2021-02-02].https://doi.org/10.13334/j.0258-8013.pcsee.201450.[2]胡忠山,吴秋媚,龚英明,甘卿忠,周春阳,叶运铭,汪娟娟.谐波对高压直流输电系统换流站锁相环性能影响[J].广东电力,2020,33(11):91-101.
[3]罗磊,艾红杰.特高压直流输电中性点偏移保护的研究[J].电气技术,2020,21(11):71-75.
[4]陈生栋,孙海峰.特高压换流站三柱四绕组结构换流变压器谐波抑制研究[J/OL].电网技术:1-12[2021-02-02].https://doi.org/10.13335/j.1000-3673.pst.2020.1155.