高壓直流輸電絕緣配合

目錄
序
前言
第1章 高壓直流輸電系統(tǒng)概述 1
1.1 高壓直流輸電技術(shù)的發(fā)展概況 1
1.2 高壓直流輸電的技術(shù)特點(diǎn) 2
1.2.1 高壓直流輸電的優(yōu)點(diǎn) 2
1.2.2 高壓直流輸電的缺點(diǎn) 3
1.3 高壓直流輸電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 5
1.3.1 兩端直流輸電系統(tǒng) 5
1.3.2 單極直流輸電系統(tǒng) 6
1.3.3 雙極直流輸電系統(tǒng) 8
1.3.4 直流背靠背系統(tǒng) 10
1.3.5 多端直流輸電系統(tǒng) 11
第2章 晶閘管換流技術(shù)與換流站配置 14
2.1 晶閘管 14
2.1.1 晶閘管結(jié)構(gòu) 14
2.1.2 晶閘管工作過(guò)程 14
2.1.3 晶閘管觸發(fā)技術(shù) 16
2.1.4 晶閘管串聯(lián)技術(shù) 17
2.2 晶閘管換流技術(shù) 17
2.2.1 6脈波整流器工作原理 17
2.2.2 6脈波逆變器工作原理 21
2.2.3 6脈波換流器的直流電壓 22
2.2.4 12脈波換流器工作原理 27
2.3 換流站構(gòu)成與布置 31
2.4 換流站設(shè)備 35
2.4.1 換流閥 35
2.4.2 換流變壓器 37
2.4.3 平波電抗器 40
2.4.4 交流濾波器 42
2.4.5 直流濾波器 43
2.4.6 無(wú)功補(bǔ)償裝置 46
2.4.7 其他設(shè)備 47
2.5 換流站主接線 48
2.5.1 換流器組接線 48
2.5.2 換流變壓器與換流閥的連接方式 49
2.5.3 交流濾波器接入系統(tǒng)方式 51
2.5.4 直流開(kāi)關(guān)場(chǎng)接線 52
2.5.5 特殊結(jié)構(gòu)接線方式 52
2.6 換流器控制方式與配置 54
2.6.1 換流器的控制方式 54
2.6.2 換流器控制配置 57
2.6.3 換流器常用控制器模型 60
第3章 直流系統(tǒng)運(yùn)行特性與故障分析 66
3.1 直流系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行特性 66
3.1.1 直流系統(tǒng)運(yùn)行外特性 66
3.1.2 換流器功率特性 71
3.1.3 換流器諧波特性 77
3.2 直流系統(tǒng)中的無(wú)功平衡 84
3.3 直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行方式 86
3.3.1 運(yùn)行接線方式 87
3.3.2 全壓運(yùn)行與降壓運(yùn)行方式 91
3.3.3 功率正送與功率反送方式 92
3.3.4 雙極對(duì)稱(chēng)與不對(duì)稱(chēng)運(yùn)行方式 92
3.4 直流輸電系統(tǒng)故障分析 94
3.4.1 換流器故障 95
3.4.2 換流站直流側(cè)故障 103
3.4.3 換流站交流側(cè)故障 104
3.4.4 直流線路與接地極故障 111
第4章 高壓直流換流站的暫時(shí)與操作過(guò)電壓 113
4.1 來(lái)自換流站交流側(cè)的過(guò)電壓 113
4.1.1 交流側(cè)接地故障 114
4.1.2 交流側(cè)接地故障消除 117
4.1.3 換流變壓器的投切 121
4.1.4 交流側(cè)線路操作 123
4.1.5 換流站濾波器操作 126
4.1.6 甩負(fù)荷引起的過(guò)電壓 127
4.2 來(lái)自換流站直流側(cè)的過(guò)電壓 128
4.2.1 12脈波換流器的投運(yùn)或停運(yùn) 129
4.2.2 換流變壓器閥側(cè)對(duì)地短路 129
4.2.3 換流閥橋臂產(chǎn)生的過(guò)電壓 135
4.2.4 直流側(cè)線路接地故障 136
4.3 逆變側(cè)丟失交流電源 139
4.4 換相失敗 140
4.4.1 換相失敗過(guò)程分析 140
4.4.2 換相失敗引發(fā)無(wú)功波動(dòng) 143
4.4.3 換相失敗引起的暫態(tài)過(guò)電壓特性 148
4.4.4 控制系統(tǒng)參數(shù)對(duì)換相失敗引起過(guò)電壓的影響 149
4.5 中性母線故障 158
4.6 接地極線路開(kāi)路故障 160
第5章 高壓直流換流站雷電與陡波過(guò)電壓 162
5.1 雷電的模擬 162
5.1.1 雷擊方式 162
5.1.2 雷電流 163
5.1.3 落雷密度與雷擊點(diǎn) 164
5.2 交流側(cè)雷電過(guò)電壓 165
5.2.1 繞擊雷過(guò)電壓 165
5.2.2 反擊時(shí)的雷電過(guò)電壓 166
5.2.3 感應(yīng)雷過(guò)電壓 169
5.2.4 雷電侵入波 170
5.3 交直流場(chǎng)屏蔽失效 171
5.4 直流側(cè)線路雷擊過(guò)電壓 174
5.4.1 計(jì)算模型 174
5.4.2 直流側(cè)線路雷電繞擊過(guò)電壓 178
5.4.3 直流側(cè)線路雷電反擊過(guò)電壓 180
5.5 陡波前沖擊電壓 181
5.5.1 對(duì)地短路或閃絡(luò) 182
5.5.2 部分換流器中換流閥全部導(dǎo)通和誤投旁通對(duì) 183
5.6 過(guò)電壓模擬模型與研究方法 184
5.6.1 系統(tǒng)模擬模型 184
5.6.2 過(guò)電壓研究方法 187
第6章 高壓直流換流站絕緣配合方法 189
6.1 絕緣配合的原則與方法 189
6.1.1 絕緣配合的原則 189
6.1.2 絕緣配合的方法 189
6.2 能動(dòng)式絕緣配合方法 191
6.2.1 換流站設(shè)備布置 191
6.2.2 控制保護(hù)的影響 195
6.3 換流站主要設(shè)備絕緣水平的選擇 197
6.3.1 絕緣裕度 197
6.3.2 絕緣水平的確定 199
6.4 換流站最小空氣間隙距離的選擇 200
6.4.1 空氣間隙的耐受電壓 202
6.4.2 非自恢復(fù)絕緣的耐受電壓 203
6.4.3 閥廳 207
6.4.4 直流場(chǎng) 208
6.5 換流站直流場(chǎng)設(shè)備外絕緣設(shè)計(jì) 209
6.6 雷電和陡波前沖擊絕緣配合方法 212
6.6.1 雷電沖擊絕緣配合方法 212
6.6.2 陡波沖擊絕緣配合方法 213
6.7 換流站絕緣配合案例 213
6.7.1 避雷器保護(hù)方案 213
6.7.2 換流站的過(guò)電壓防護(hù) 215
6.7.3 避雷器參數(shù) 217
6.7.4 換流站設(shè)備的絕緣水平 218
第7章 高壓直流換流站避雷器配置 225
7.1 直流避雷器 225
7.1.1 直流避雷器特性 225
7.1.2 直流避雷器特點(diǎn)與性能參數(shù) 227
7.2 直流換流站避雷器配置 232
7.2.1 配置原則 232
7.2.2 避雷器參數(shù)選擇中的關(guān)鍵因素 232
7.2.3 配置方法 237
7.3 避雷器參數(shù)的選擇 241
7.3.1 參數(shù)選擇基本原則 241
7.3.2 交流避雷器參數(shù) 243
7.3.3 直流避雷器參數(shù) 245
7.4 避雷器通流能力 248
7.5 ±500kV與±800kV換流站避雷器配置案例 250
7.5.1 ±500kV換流站避雷器配置 250
7.5.2 ±800kV換流站避雷器配置 252
7.6 避雷器試驗(yàn) 257
7.6.1 直流1mA下的參考電壓 257
7.6.2 工頻參考電壓與持續(xù)運(yùn)行電壓下的泄漏電流 258
7.6.3 避雷器通流容量試驗(yàn) 259
參考文獻(xiàn) 261