特高壓直流關(guān)鍵課題

特高壓直流關(guān)鍵課題第一頁，共十四頁，2022年，8月28日合理選擇導(dǎo)線數(shù)目和分裂導(dǎo)線結(jié)構(gòu)，使電暈的放電影響降到可以接受的水平。2.電磁場及其影響特高壓輸電的電磁場強度限制要求決定了輸電鐵塔的高度和線路走廊寬度等，直接影響建筑成本，需要通過采取措施使其對生態(tài)環(huán)境的影響降至國家環(huán)境標準范圍內(nèi)，保證安全，同時降低輸電成本。另外，對輸電線下的生態(tài)安全和環(huán)境安全尚存疑問，需要通過研究，明確可能存在的問題，并從技術(shù)上予以解決。3.特高壓直流絕緣及要求特高壓直流最根本的問題是過電壓以及與之相適應(yīng)的絕緣配置問題。雷電對加空地線等的放電，或雷電繞過駕空地線對極導(dǎo)線的放電將在特高壓輸電線路上產(chǎn)生雷電過電壓；換流器各種故障，甩負荷和交、直流斷路器的各種操第二頁，共十四頁，2022年，8月28日作將產(chǎn)生工頻過電壓和操作過電壓。特高壓的過電壓決定絕緣系統(tǒng)設(shè)計和絕緣水平。因此特高壓直流過電壓水平必須采取措施予以限制，尤其要把操作過電壓限制在盡可能低的水平。第三頁，共十四頁，2022年，8月28日特高壓直流輸電技術(shù)研究課題一、直流系統(tǒng)及接入交流系統(tǒng)1.接入系統(tǒng)方案由于特高壓直流輸送容量巨大，為實現(xiàn)金沙江一期溪洛渡、向家壩水電的安全穩(wěn)定外送，需要進行深入的接入系統(tǒng)研究，包括穩(wěn)定計算、仿真試驗及電磁暫態(tài)分析。2.主接線及運行方式研究±800KV直流輸電容量巨大，換流變壓器制造和運輸困難，直流主接線方式需要考慮采用2個12脈動換流器的主接線方式。3.無功功率補償和無功功率平衡研究由于特高壓直流輸電系統(tǒng)輸送容量大，換流器運行時需要消耗大量的無功功率，額定功率下通常整流站需要消耗的無功功率站直流輸送功率的40%~50%，逆變站需要消耗的無功功率站50%~60%，無功功率補償?shù)臄?shù)量巨大。無功功率補償和無功功率平衡研究應(yīng)提出無功功率補償方式和方案，證明所提供的無功功率設(shè)備在規(guī)定的系統(tǒng)條件下，滿足輸送范圍內(nèi)的任一功率水平運行的無功功率需要。第四頁，共十四頁，2022年，8月28日4.過電壓和絕緣配合研究需要開展的研究內(nèi)容主要有:（1）特高壓直流絕緣配合的基本原則、標準和導(dǎo)則。（2）過電壓保護方案的基本配置。（3）對換流站電氣設(shè)備的絕緣配合與換流站的空氣間隙要求進行研究。（4）分析計算直流架空線路產(chǎn)生的過電壓，確定直流架空線路的絕緣水平和過電壓保護方案，提出輸電線路所需的絕緣子片數(shù)和最小空氣間隙，確定直流電瓷外絕緣的爬電距離。（5）研究直流電壓水平提高對控制保護設(shè)備功能配置和參數(shù)整定的要求。5.交、直流側(cè)諧波和交、直流濾波器研究交、直流側(cè)諧波和交、直流濾波器研究應(yīng)提出±800KV級直流輸電工程的交、直流諧波標準、進行交、直流濾波器的選型、參數(shù)選擇和性能校驗，給出能滿足工程性能要求的交、直流濾波器設(shè)計方案，證明所提供的濾波器設(shè)計正確，能夠滿足各種運行方式下的濾波性能要求第五頁，共十四頁，2022年，8月28日6.交、直流線路同廊道研究交、直流線路同廊道研究十分重要，應(yīng)對交流和直流線路間的耦合效應(yīng)進行研究，分析其對直流輸電系統(tǒng)性能和設(shè)備額定值的影響。7.可靠性和可用率研究結(jié)合±800KV級直流輸電工程的設(shè)備可靠性指標和主接線方式，提出±800KV級直流輸電工程的可靠性和可用率指標的推薦值和提高可靠性的建議措施。第六頁，共十四頁，2022年，8月28日二、換流站直流輸電系統(tǒng)中，換流站以系統(tǒng)復(fù)雜、技術(shù)設(shè)備水平高、投資巨大而成為關(guān)注的中心。在換流站設(shè)計研究中，重點開展10項研究工作。1.換流站主接線研究方案換流站主接線方案的核心問題是每個換流器的具體配置。特高壓換流站主接線方案有：每極單換流器方案、每極兩個換流器串聯(lián)方案、每極兩個換流器并聯(lián)方案。2.換流器電壓方案研究在確定每極采用兩個換流器串聯(lián)的主接線方案后，換流器電壓的方案選擇又上升為主主要的問題。3.直流主回路參數(shù)初步研究在電氣主回路參數(shù)研究中，必須回答和明確如下問題：（1）換流變壓器短路阻第七頁，共十四頁，2022年，8月28日（2）換流變壓器的額定容量、電壓和電流（3）換流變壓器分接頭的范圍和檔距（4）分接頭控制中的空載直流電壓限制值（5）直流電壓、理想空載直流電壓、觸發(fā)角以及換流器的運行特性參數(shù)表。4.干式和油浸式平波電抗器的比較研究研究中需要對兩種平波電抗器主絕緣方式及存在問題、環(huán)境問題、飽和特性、噪聲水平、運輸要求、維護條件、損耗水平、布置要求、造價、背叛等進行多方面的對比。5.特高壓直流外絕緣及絕緣子選型特高壓直流外絕緣及絕緣子選型研究需要回答如下問題（1）直流輸電工程V型絕緣子串直線桿塔空氣間隙距離。第八頁，共十四頁，2022年，8月28日（2）直流輸電線路在2000M海拔的地區(qū)，空氣間隙操作沖擊放電電壓的海拔教正系數(shù)取值（3）直流線路在各鹽密下采用I型串和V型串時鐘罩型絕緣子片數(shù)建議值，以及在高污穢地區(qū)的絕緣子選型建議（4）換流站直流開關(guān)場支柱絕緣子選型建議6.特高壓直流設(shè)備規(guī)范研究直流輸電系統(tǒng)設(shè)備功能規(guī)范書決定了直流輸電系統(tǒng)的主要性能、參數(shù)和指標，對實際的系統(tǒng)進行全面定義和描述。±800KV特高壓直流設(shè)備規(guī)范研究的難點和重點在于直流電壓和電流升高所帶來的設(shè)備技術(shù)問題，以及由于工程重要性提高而帶來的可靠性和可用率的關(guān)注。7.特高壓直流換流站總布置研究換流站總布置研究要重點解決如下問題：第九頁，共十四頁，2022年，8月28日（1）換流站總平面布置原則（2）直流開關(guān)場的布置（3）閥廳和換流變壓器的布置（4）500KV交流開關(guān)場和交流濾波器的布置（5）主控制樓和換流建筑物布置（6）提出總平面布置初步方案8.特高壓直流閥廳設(shè)計研究閥廳設(shè)計需要考慮換流器接線以及換流閥、換流變壓器、平波電抗器等直流主設(shè)備選型及布置，罰廳的研究主要目標是確定閥廳尺寸和凈空要求，對±800KV換流站閥廳所采用的結(jié)構(gòu)形式進行初步探討。9.特高壓直流戶內(nèi)直流開關(guān)場研究特高壓直流戶內(nèi)直流開關(guān)場的主要技術(shù)問題包括：（1）進行戶內(nèi)直流開關(guān)場的初步研究，提出初步可性的布置方案（2）提出戶內(nèi)直流開關(guān)場運行環(huán)境的要求，包括溫度、濕度、暖通和消防系統(tǒng)設(shè)計原則（3）提出與直流線路的連接方式以及與換流建筑物的匹配型式第十頁，共十四頁，2022年，8月28日（4）戶內(nèi)直流開關(guān)場運行的經(jīng)驗教訓，以及可能帶來的附加問題和解決方案10.換流站噪聲控制研究對噪聲進行有效的控制，需要對換流站主要噪聲源的發(fā)聲機理、噪聲頻譜特性、噪聲傳播特性等進行研究。提出噪聲控制技術(shù)措施，使特高壓直流換流站的噪聲控制在限值之內(nèi)。第十一頁，共十四頁，2022年，8月28日三、輸電線路主要研究包括下列九方面內(nèi)容1.各種空氣間隙的確定及絕緣子選型的研究2.高海拔外絕緣特性研究3.電暈特性研究電暈研究主要包括不同海拔高度下極導(dǎo)線可見電暈的模擬試驗和直流起暈電壓的海拔校正以及無線電干擾、可聽噪聲的分析，不同海拔高度下絕緣子串起暈電壓的特性試驗和各種操作、雷電及工頻放電電壓特性的試驗分析等。4.電磁環(huán)境研究5.導(dǎo)線截面及其分裂型式研究給出±800KV直流輸電線路導(dǎo)線分裂數(shù)和子導(dǎo)線截面選擇的建議，為工程設(shè)計提供必要的依據(jù)。6.線路對地距離及交叉跨越間隙的確定需要根據(jù)特高壓直流輸電線路地面合成場強限值要求和電氣絕緣強度要求，分別確定線路最小對地距離，以及線路與房屋、鐵路、公路、河流、架空線路、管道的最小距離。7.桿塔方案及荷載研究8.多分裂間隔棒及掛線金具開發(fā)研究第十二頁，共十四頁，2022年，8月28日9.大直徑多分裂導(dǎo)線張力放線施工技術(shù)研究第十三頁，共十四頁，2022年，8月28日四