特高压直流关键课题

特高压直流输电技术研究的必要性和关键课题 合理选择导线数目和分裂导线结构，使电晕的放电影响降到可以接受的水平。 2. 电磁场及其影响特高压输电的电磁场强度限制要求决定了输电铁塔的高度和线路走廊宽度等，直接影响建筑成本，需要通过采取措施使其对生态环境的影响降至国家环境标准范围内，保证安全，同时降低输电成本。另外，对输电线下的生态安全和环境安全尚存疑问，需要通过研究，明确可能存在的问题，并从技术上予以解决。 3. 特高压直流绝缘及要求特高压直流最根本的问题是过电压以及与之相适应的绝缘配置问题。雷电对加空地线等的放电，或雷电绕过驾空地线对极导线的放电将在特高压输电线路上产生雷电过电压；换流器各种故障，甩负荷和交、直流断路器的各种操 作将产生工频过电压和操作过电压。特高压的过电压决定绝缘系统设计和绝缘水平。因此特高压直流过电压水平必须采取措施予以限制，尤其要把操作过电压限制在尽可能低的水平。 特高压直流输电技术研究课题一、直流系统及接入交流系统 1. 接入系统方案由于特高压直流输送容量巨大，为实现金沙江一期溪洛渡、向家坝水电的安全稳定外送，需要进行深入的接入系统研究，包括稳定计算、仿真试验及电磁暂态分析。 2. 主接线及运行方式研究800KV直流输电容量巨大，换流变压器制造和运输困难，直流主接线方式需要考虑采用2个12脉动换流器的主接线方式。 3. 无功功率补偿和无功功率平衡研究由于特高压直流输电系统输送容量大，换流器运行时需要消耗大量的无功功率，额定功率下通常整流站需要消耗的无功功率站直流输送功率的40%50%，逆变站需要消耗的无功功率站50%60%，无功功率补偿的数量巨大。无功功率补偿和无功功率平衡研究应提出无功功率补偿方式和方案， 证明所提供的无功功率设备在规定的系统条件下，满足输送范围内的任一功率水平运行的无功功率需要。 4. 过电压和绝缘配合研究需要开展的研究内容主要有:（1）特高压直流绝缘配合的基本原则、标准和导则。（2）过电压保护方案的基本配置。（3）对换流站电气设备的绝缘配合与换流站的空气间隙要求进行研究。（4）分析计算直流架空线路产生的过电压，确定直流架空线路的绝缘水平和过电压保护方案，提出输电线路所需的绝缘子片数和最小空气间隙，确定直流电瓷外绝缘的爬电距离。（5）研究直流电压水平提高对控制保护设备功能配置和参数整定的要求。 5. 交、直流侧谐波和交、直流滤波器研究交、直流侧谐波和交、直流滤波器研究应提出800KV级直流输电工程的交、直流谐波标准、进行交、直流滤波器的选型、参数选择和性能校验，给出能满足工程性能要求的交、直流滤波器设计方案，证明所提供的滤波器设计正确，能够满足各种运行方式下的滤波性能要求 6.交、直流线路同廊道研究交、直流线路同廊道研究十分重要，应对交流和直流线路间的耦合效应进行研究，分析其对直流输电系统性能和设备额定值的影响。 7. 可靠性和可用率研究结合800KV级直流输电工程的设备可靠性指标和主接线方式，提出800KV级直流输电工程的可靠性和可用率指标的推荐值和提高可靠性的建议措施。 二、换流站直流输电系统中，换流站以系统复杂、技术设备水平高、投资巨大而成为关注的中心。在换流站设计研究中，重点开展10项研究工作。 1. 换流站主接线研究方案换流站主接线方案的核心问题是每个换流器的具体配置。特高压换流站主接线方案有：每极单换流器方案、每极两个换流器串联方案、每极两个换流器并联方案。 2. 换流器电压方案研究在确定每极采用两个换流器串联的主接线方案后，换流器电压的方案选择又上升为主主要的问题。 3. 直流主回路参数初步研究在电气主回路参数研究中，必须回答和明确如下问题：（1）换流变压器短路阻 （2）换流变压器的额定容量、电压和电流（3）换流变压器分接头的范围和档距（4）分接头控制中的空载直流电压限制值（5）直流电压、理想空载直流电压、触发角以及换流器的运行特性参数表。 4. 干式和油浸式平波电抗器的比较研究研究中需要对两种平波电抗器主绝缘方式及存在问题、环境问题、饱和特性、噪声水平、运输要求、维护条件、损耗水平、布置要求、造价、背叛等进行多方面的对比。 5. 特高压直流外绝缘及绝缘子选型特高压直流外绝缘及绝缘子选型研究需要回答如下问题（1）直流输电工程V型绝缘子串直线杆塔空气间隙距离。 （2）直流输电线路在2000M海拔的地区，空气间隙操作冲击放电电压的海拔教正系数取值（3）直流线路在各盐密下采用I型串和V型串时钟罩型绝缘子片数建议值，以及在高污秽地区的绝缘子选型建议（4）换流站直流开关场支柱绝缘子选型建议 6. 特高压直流设备规范研究直流输电系统设备功能规范书决定了直流输电系统的主要性能、参数和指标，对实际的系统进行全面定义和描述。800KV特高压直流设备规范研究的难点和重点在于直流电压和电流升高所带来的设备技术问题，以及由于工程重要性提高而带来的可靠性和可用率的关注。 7. 特高压直流换流站总布置研究换流站总布置研究要重点解决如下问题： （1）换流站总平面布置原则（2）直流开关场的布置（3）阀厅和换流变压器的布置（4）500KV交流开关场和交流滤波器的布置（5）主控制楼和换流建筑物布置（6）提出总平面布置初步方案 8. 特高压直流阀厅设计研究阀厅设计需要考虑换流器接线以及换流阀、换流变压器、平波电抗器等直流主设备选型及布置，罚厅的研究主要目标是确定阀厅尺寸和净空要求，对800KV换流站阀厅所采用的结构形式进行初步探讨。 9. 特高压直流户内直流开关场研究特高压直流户内直流开关场的主要技术问题包括：（1）进行户内直流开关场的初步研究，提出初步可性的布置方案（2）提出户内直流开关场运行环境的要求，包括温度、湿度、暖通和消防系统设计原则（3）提出与直流线路的连接方式以及与换流建筑物的匹配型式 （4）户内直流开关场运行的经验教训，以及可能带来的附加问题和解决方案 10. 换流站噪声控制研究对噪声进行有效的控制，需要对换流站主要噪声源的发声机理、噪声频谱特性、噪声传播特性等进行研究。提出噪声控制技术措施，使特高压直流换流站的噪声控制在限值之内。 三、输电线路主要研究包括下列九方面内容 1. 各种空气间隙的确定及绝缘子选型的研究 2. 高海拔外绝缘特性研究 3. 电晕特性研究电晕研究主要包括不同海拔高度下极导线可见电晕的模拟试验和直流起晕电压的海拔校正以及无线电干扰、可听噪声的分析，不同海拔高度下绝缘子串起晕电压的特性试验和各种操作、雷电及工频放电电压特性的试验分析等。 4. 电磁环境研究 5. 导线截面及其分裂型式研究给出800KV直流输电线路导线分裂数和子导线截面选择的建议，为工程设计提供必要的依据。 6. 线路对地距离及交叉跨越间隙的确定需要根据特高压直流输电线路地面合成场强限值要求和电气绝缘强度要求， 分别确定线路最小对地距离，以及线路与房屋、铁路、公路、河流、架空线路、管道的最小距离。 7. 杆塔方案及荷载研究 8. 多分裂间隔棒及挂线金具开发研究 9. 大直径多分裂导线张力放线施工技术研究 四、接地极 1. 接地极本体研究接地极本体研究包括三方面的内容（1）直流接地极设计的研究（2）接地极测试技术的研究（3）接地极在线监测系统的研究 2. 接地极入地电流对交流电力变压器偏磁影响的研究 3.接地极入地电流对地下埋设金属物的腐蚀研究 4. 多个直流输电系统接地极兼容性技术的研究