特高压阀厅电气设计研究

1、特高压阀厅设计原则

    ±800 kV直流输电工程为双极接线，每极采用双十二脉动阀组串联连接，每个十二脉动阀组单独设一个阀厅，因此特高压换流站需要4个阀厅。

    为保证输电可靠性，任何一个阀厅故障或单极故障都不能影响其他阀厅的正常运行，控制保护和辅助系统应完全独立，每个阀厅应能灵活投运与退出，为实现上述目的，每个十二脉动换流单元增设有旁路开关。这是不同于常规直流阀厅的设计之一。

    根据阀塔设备型式的不同，可以采用二重阀或者四重阀。二重阀阀厅占地面积较大，四重阀阀厅占地面积较小。与换流变以及直流场布置综合起来考虑，各种阀厅各有优缺点，总体而言均为可行方案。

    阀厅的电气设计中阀塔等设备的电气布置及接线是核心内容。而阀厅布置取决于主设备尺寸和安全净距要求。阀厅内除阀塔外，还布置有避雷器、地刀、直流电流互感器、直流电压分压器、管母、支持绝缘子及悬垂绝缘子等诸多设备及导体连接，各设备导体之间以及设备导体对地的距离都应保证在安全范围以内，因此需要注意校核每个设备的电气净距。此外，因阀厅内暖通风管管径较大，与电气设备间的距离也应该注意校核。

    阀厅电气净距计算需基于过电压及绝缘配合研究成果，采用国际通用的g参数法进行计算。特高压直流工程绝缘配合和净距计算原理与常规±500kV直流工程类似，但具体避雷器配置的各种组合方案更多更复杂，需要经过优化确定最终方案。

2阀厅电气净距计算研究

2.1阀侧避雷器配置及过电压水平

    1800 kV特高压直流输电工程最关键的问题是绝缘水平提高和系统结构不同。现阶段过电压绝缘配合工作仍有许多未定因素，考虑到设备制造能力，暂按图1所示的避雷器配置方案。

    电气净距的计算，现阶段暂按表1给出的阀厅过电压水平。

2.2电气净距计算方法

2.2.1概述

    电气安全净距应考虑由雷电冲击电压(BIL)决定的净距和由操作冲击电压(SIL)决定的净距，通常操作冲击的影响更为严重，是电气净距的决定因素。

    对于阀厅内的最小电气净距，都应根据IEC标准对实际海拔进行修正，并考虑环境温度和湿度等因素，反映大气等安装环境对其产生的影响。对于高海拔换流站，海拔修正显得尤为重要和突出。对于非高海拔换流站，由于阀厅内的电气布置都非常紧凑，往往在关键点处的电气净距显得比较紧张，因此带电距离的校核很关键。根据IEC国际标准以及外方电气净距计算工程经验，电气净距计算如下:

    目前g参数法只能适用于海拔2 000 m及以下的海拔修正，这是因为相对空气密度修正系数表达式的幂指数m和湿度修正系数表达式中的幂指数w的使用范围限制在海拔2 000 m及以下。