±800kV特高压直流输电工程直流滤波器设计研究

±800kV特高压直流输电工程直流滤波器设计研究 ?800kV特高压直流输电工程直流滤波器 设计研究 第43卷第6期 2007年12月 高压雹.三 HighVoltageApparatus V01.43N0.6 Dec.2007.431. 文章编号:1001-1609(2007)06—0431—03 ?800kV特高压直流输电工程直流滤波器设计研究 张万荣,任军辉,王蔚华 (西安高压电器研究所,陕西西安710077) DesignandStudyonFilterin_+800kVUltraHighVoltageDirectCurrentTransmissionProje ct ZHANGWan.rong,RENJun—hui,WANGWei—hua (Xi'anHighVoltageApparatusResearchInstitute,Xi'an710077,China) 摘要:介绍了直流输电工程采用的直流滤波器的类型与构 成. 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了~800kV特高压直流输电工程换流器在直流侧产 生的谐波的特点.并与~500kV高压直流输电工程做了比较 以实际的~800kV特高压直流输电丁程为例.对换流器在直 流线路上产生的等效谐波干扰电流进行了计算.对不同直流 滤波器设置 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 下的滤波效果进行了比较.并以计算结果为 依据提出了较为合理的~800kV特高压直流输电工程直流滤 波器设置方案.为最终确定实际工程直流滤波器方案具有一 定的参考作用 关键词:特高压直流:直流滤波器:等效干扰电流 中图分类号:TM531.5文献标志码:A Abstract:ThispaperintroducedDCfilterusedinhigh voltagedirectcurrent(HVDC)transmissionproject, analyzedharmoniouscharacteristiconDCsideproducedby ~800kVultrahighvoltagedirectcurrentconverter,and comparedwiththatof~500kVHVDCproject.Equivalent harmoniousinterferecurrentonDCtransmissionline,which producedbyconverter,wascalculatedbytakingapractical exampleofUHVDC.Theeffectswerecomparedassetting projectsoffilterweredifferent.Accordingtothecalculated results,anappropriatesettingprojectofUHVDCfilterwas presentedasreference. Keywords:ultrahighvoltagedirectcu~ent(UHVDC); DCfilter;equivalentinterferecu~ent 0引言 对于直流输电工程来说,直流滤波器(DCF)是 专门为了降低流人直流极线和地极引线中的谐波电 流而装设的直流滤波器一般位于极母线和极中性 线之间考虑到同一换流站两极的对称性.两极应配 置相同的直流滤波器… 直流滤波器配置应充分考虑各次谐波的幅值及 其在等值干扰电流中所占的比重在理论上.12脉 动换流器仅在直流侧产生12n(n=1,2,3,….)次特 征谐波电压.因此.对于换流器是12脉波的直流输 电工程来说.直流滤波器一般调谐在12,24,36次. 实际上由于存在着各种不对称因素.并且换流变压 器对地存在杂散电容等.换流器除了在直流侧产生 特征次谐波电压之外.还会在直流侧产生幅值较小 的非特征谐波电压并且.由换流变压器杂散电容而 产生的次数较低的非特征谐波进入直流线路的分量 较小另一方面.通信线路受到谐波干扰的频域主要 在1000Hz左右.对50Hz交流系统来讲.20次左 右的谐波分量危害最严重.要重点消除这部分谐波 ?800kV特高压直流输电(UHVDC)工程与 _+500kV高压直流输电(HVDC)工程相比.换流器在 直流侧产生的谐波又有新的特点.在直流滤波器设 计过程中需仔细研究以向家坝一上海_+800kV UHVDC工程为例.对特高压直流工程直流滤波器 设置方案进行研究 1_+800kVUHVDC工程换流器产生 的谐波与?500kVHVDC工程换流 器产生谐波的比较 _+500kV工程每个单极是由一个12P桥构成. 而_+800kVUHvDC工程每个单极是由两个12P桥串 联构成.所以_+800kVUHVDC工程直流侧的谐波电 压比_+500kVHVDC工程直流侧的谐波电压大因 此,在等效干扰电流(,m)限制值不变的情况下,相应 的_+800kVUHVDC工程直流滤波器的高压电容器电 容值C,也要增大而直流滤波器的成本主要取决于 直流滤波器的高压电容器.为了降低_+800kV 收稿日期:2007—03—07;修回日期:2007—07—12 作者简介:张万荣(1964一),男,高级工程师,主要从事高压直流工程主回路参数设 计,无功平衡研究,交,直流滤波器设计 研究,PLC滤波器设计研究等. ? 432? 第43卷第6期 2007年12月 高压电z HighVoltageApparatus ol43NO6 Dec.2o07 UHVDC工程直流滤波器的造价.在现实条件许可的 情况下.流入直流极线和地极引线中的等效干扰电流 ()限制值应尽量放宽.图15~+800kVUHVDC 工程换流器原理接线及直流滤波器连接方式. 图1+800kVUHVDC工程换流器原理接线及直流滤波器连接方式 在计算等效干扰电流时.可以用4个3P谐波电 压源表示一个12P换流桥.模型见图2图中的电容 为换流变压器中性点对地寄生电容在一个12P 换流桥内部.两组换流变压器巾性点对地寄生电容 可取相同值 对于+800kVUHVDC工程来说.每个极由两个 12P换流桥串联组成.两个12P换流桥可用图3所 示模型表示 图2用4个3P谐波电压源 表示一个12P换流桥模型网3两个串连的12P换流桥模型 在图3中.上12P换流桥内部两组换流变压器 中性点对地寄生电容取相同值.下12P换流桥内部 两组换流变压器中性点对地寄生电容取相同值,但 是上,下12P换流桥中换流变压器中性点对地寄生 电容值一般不同.主要是因为上,下12P换流桥中 换流变压器的绝缘水平相差较大.变压器内部绝缘 材料及变压器设计会有所不同.因而.换流变中性点 对地电容将会有所差别 +800kVUHVDCT程每个单极中两个12P桥 在正常运行情况下运行参数基本相同,如:换流变分 接头所在档位,触发角(或),直流电流,12p桥 直流电压等应基本相同但在实际运行中.除了直流 电流完全相同之外,两个12P桥中的其它运行参 数会存在微小差别.这主要是因为实际存在着各种 测量及控制误差.上,下换流变压器分接头位置可能 不一致等在直流滤波器设计计算中.暂不考虑这些 测量及控制误差.认为每个单极中两个12P桥的运 行参数完全一致,这样每个极中上,下两个12P桥 所产生的各次谐波电压幅值及相位也完全一致这 是一种保守的考虑 除了表示换流桥的3p谐波源数目及高,低压换 流变对地寄生电容取值不同之外.+800kV工程直 流滤波器等效干扰电流计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 与+800kV工程基 本一致 2等效干扰电流()$1j值要求 直流滤波器性能考核指标是直流极线及地极引 线上的等效干扰电流水平降低直流极线和地极引 线上等效谐波干扰电流的目的是为了减小流过直流 线路的谐波电流对沿线通讯系统的干扰究竟直流 线路上的等效干扰电流降至什么水平较为合理.还 需做进一步的研究有初步研究结果显示.直流线路 上的等效干扰电流降至2200mA以下.对沿线的通 讯干扰就可以接受为了降低DCF造价.在可接受 的前提下,等效十扰电流()限制值应尽量放宽. 3直流滤波器设置方案及等效干扰电 流计算结果 确定直流滤波器设置方案是一个反复的过程 具体步骤为:先确定一组滤波器元件参数,然后计算 滤波器性能(等效干扰电流),若性能不满足要 求,就重新调整直流滤波器元件参数,进行优化,直 到直流滤波器性能满足要求为止在直流滤波器中. 高压电容器所占费用最大.因而.在滤波性能满足要 求的情况下.高压电容器的电容值越小越经济 计算DCF性能可分为两步:首先计算换流阀在 DC侧产生的谐波电压:在此基础上.计算直流线路 沿线上的等效干扰电流 向家坝一上海+800kVUHVDC丁程直流滤波器 采用无源型式无源型直流滤波器即可设计为双调 谐.又可设计为三调谐这里对不同直流滤波器设置 方案下的等效干扰电流进行计算比较 计算条件:?交,直流系统参数见表1:?平波电 抗器及中性母线电容器参数为每站每极直流极母线 及中性母线各设有150mH的平波电抗器.每站每极 中性母线各设有中性母线电容器.假设每站每极中性 母线电容为16LLF;?直流线路参数为直流极线全长 2071km.直流极导线采用6分裂导线.导线型号为 ACSR一720/50.接地极线路长度为向家坝侧105km. 上海侧91km.接地极线路暂按两条3分裂导线考 虑.导线型号暂设为LGJ一400/50 (1)DCF设置方案1 上海侧每站每极设置两组双调谐DCF支路.调 谐次数分别为12/24,12/36:向家坝侧每站每极设置 第43卷第6期 2007年l2月 高矗.芭z HighVohageApparatus V01.43No.6 Dec.2007.433. 表1交,直流系统参数 一 组三调谐DCF支路,调谐次数为12/24/36.两换 流站直流滤波器参数见表2 表2两换流站直流滤波器参数 依据以上直流滤波器设置方案.对向家坝一上 海_+800kV直流输电工程直流极线及地极引线上的 等效干扰电流水平进行了计算.直流极线上的等效 谐波干扰电流随距离的分布见图4.距离零点为向 家坝换流站. 2.O 《12 , 0.4 O10002000 距离/km 4双檄额定运仃.直流檄线等效十扰电流 对于方案1.在直流系统双极额定运行工况下. 直流极线上最大等效干扰电流为1.75A.出现在向 家坝侧换流站直流极线首端离开向家坝换流站大 约330km后.直流极线上的等效干扰电流降至 1000mA以下上海侧换流站直流极线首端等效干 扰电流为1.21mA 双极额定运行工况下.向家坝侧地极引线上的 等效干扰电流最大值为0.52A:上海侧地极引线上 的等效干扰电流最大值为0.72mA地极引线上的 等效干扰电流随距离变化的曲线略 f2)DCF设置方案2 两侧换流站每极设置两组双调谐DCF支路.调 谐次数分别为12/24,12/36.每一DCF支路高压电 容器的电容值均为2FDCF支路元件参数与方 案1中上海侧DCF支路元件参数相同.计算所得的 直流极线上等效谐波干扰电流随距离的变化见图5. 距离零点为向家坝换流站. 2.0 ?1.2 0.4 O10002000 距离/km 5双极额定运千丁.直流极线等效十扰电流 对于方案2.在直流系统双极额定运行T况下. 直流极线上最大等效干扰电流为1.56A.出现在向 家坝侧换流站直流极线首端离开向家坝换流站距 离大约超过250km后.直流极线上的等效干扰电流 降至1000mA以下上海侧换流站直流极线首端等 效干扰电流为1.23mA 双极额定运行工况下.向家坝侧地极引线上的 等效干扰电流最大值为0.46A.上海侧地极引线上 的等效干扰电流最大值为0.55mA地极引线上的 等效干扰电流随距离变化的曲线略 比较方案1和方案2的计算结果可以看出.在 两种DCF设置方案中.由于上海侧DCF的设置完 全一致(每站每极设置两组双调谐DCF支路.高压 电容C,均取2F,调谐次数分别为12/24,12/36), 因此.两种方案下上海侧直流极线首端的等效谐波 干扰电流大小基本相等:两种方案中向家坝侧DCF 设置方案不同.因而两种方案下向家坝侧直流极线 首端的等效谐波干扰电流大小不相等.方案2滤波 效果优于方案1由此可知.在总的直流滤波器高压 电容值相同的情况下.两组双调谐直流滤波器的滤 波效果明显好于一组三调谐滤波器的滤波效果 对于直流系统其它运行方式.在直流滤波器不 同投入组合条件下.直流极线及地极引线上的等效 干扰电流还有待于进一步计算 4结论 (1)_+800kVUHVDCT程每个单极南两个12P 桥串联构成,冈而,与+500kV工程相比,_+800kV UHVDC工程换流器在直流侧产生的谐波电压更为 严重. (2)在等效干扰电流()限制值不变的情况下, +800kVUHVDC工程直流滤波器的高压电容器电 容值C,~L+500kVHVDC工程直流滤波器的C1大; 在额定运行工况下.高压电容器上承受的电压大约 是+500kVHVDC工程直流滤波器高压电容器电压 的1.6倍因此.在实际条件许可的情况下,应尽量 放宽等效干扰电流()限制值,这样可以减小直流 滤波器的高压电容,从而降低(下转第443页) 第43卷第6期 2007年l2月 高螽.畦笙 HighVoltageApparatus Vo1.43N0.6 Dee.2007'443' 图6隔离开关母线充电电流试验方式1形态及试验回路 在进行该试验时.按照 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 要求对该试验回路的 快速瞬态(VFT)响应进行了直接测量,结果见图7. 图7隔离开关开合母线冗电电流测量的VFTO图 试品在试验过程中未发生对地破坏性放电和电 气及机械的损伤.动静触头及静侧屏蔽罩处有轻微的 烧蚀痕迹.但手感光滑.说明VFTO产生的触头间的 重击穿能量不足于将动,静触头处的铜钨材料熔化. 隔离开关切合母线充电电流后其绝缘性能不会下降 从试验结果分析.因合闸时动触头从下往上运 动需克服触头的自重,运动速度明显低于分闸速度. 合闸时在第1次预击穿后的300ms内会发生多次 电击穿:分闸时.在动静触头分离后100~300ms范 围内发生重燃.约400ms后无重燃现象 试验后检查静触头屏蔽.在4,15o内有较密集的 轻微电烧蚀痕迹.仅有极少数的痕迹在4,15o-4,2oo 之间,见图8,未发现有电弧飘出屏蔽罩的痕迹,说 明足够大的静侧屏蔽对抑制VFTO和防止电弧飘移 引起的接地短路故障是十分有效的. 图8隔离开关切合母线充电电流后的触头 5结语 利用专用软件进行电场计算而设计的样机.按 照IEC62271—203:2003的要求完成了整套型式试 验.随后又按照系统时问常数120ms的要求完成了 断路器的短路开断和关合试验,快速接地开关的 171kA短路关合试验,GIS其它元件的峰值耐受电 流试验:又分别完成了5500,6300A的温升试验, 说明设计时选取的触头接触压力值,接触电阻电压 降值及快速接地开关关合速度等是合适的.该产品 的研制是成功的 参考文献: [1】徐围政.高压断路器原理和应用[M】.北京:清华大学出版 社.2000. [2】黎斌.sF高压电器设计[M】.北京:机械工业出版社, :2003 (上接第433页)直流滤波器造价 f3)在总的高压电容值相同的情况下.两组双 调谐直流滤波器的滤波效果优于一组三调谐滤波器 的滤波效果 (4)方案2是推荐的向家坝一上海?800kV :每站每极设置 UHVDC工程直流滤波器设计方案,即 两组双调谐DCF支路,调谐次数分别为12/24.12/36. 每一DCF支路高压电容C均取2F.这种直流滤波 器方案可确保在直流系统各种运行方式下直流线路 沿线的等效干扰电流,州不大于2200mA. 参考文献: [1】北京网联直流工程技术有限公司.向家坝一上海?8o0kV特高 压直流输电工程功能 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 书[R].北京:北京网联直流工程技 术公司.2006. [2]刘振亚.特高压直流输电技术研究成果专辑(2005年)[M]. 中国电力出版社.2006. [3】赵畹君高压直流输电工程技术[M】.中国电力出版社, 2004 启事 原在每期后面连载的国家高压电器质量监督检验中心2006年已发放的合格检验 报告名录(补充部分) 因故将在2008年第1期的《高压电器》上刊出. 《高压电器》期刊社