高压直流输电绝缘配合(精装)

目录 序 前言 第1章 高压直流输电系统概述 1 1.1 高压直流输电技术的发展概况 1 1.2 高压直流输电的技术特点 2 1.2.1 高压直流输电的优点 2 1.2.2 高压直流输电的缺点 3 1.3 高压直流输电系统的结构 5 1.3.1 两端直流输电系统 5 1.3.2 单极直流输电系统 6 1.3.3 双极直流输电系统 8 1.3.4 直流背靠背系统 10 1.3.5 多端直流输电系统 11 第2章 晶闸管换流技术与换流站配置 14 2.1 晶闸管 14 2.1.1 晶闸管结构 14 2.1.2 晶闸管工作过程 14 2.1.3 晶闸管触发技术 16 2.1.4 晶闸管串联技术 17 2.2 晶闸管换流技术 17 2.2.1 6脉波整流器工作原理 17 2.2.2 6脉波逆变器工作原理 21 2.2.3 6脉波换流器的直流电压 22 2.2.4 12脉波换流器工作原理 27 2.3 换流站构成与布置 31 2.4 换流站设备 35 2.4.1 换流阀 35 2.4.2 换流变压器 37 2.4.3 平波电抗器 40 2.4.4 交流滤波器 42 2.4.5 直流滤波器 43 2.4.6 无功补偿装置 46 2.4.7 其他设备 47 2.5 换流站主接线 48 2.5.1 换流器组接线 48 2.5.2 换流变压器与换流阀的连接方式 49 2.5.3 交流滤波器接入系统方式 51 2.5.4 直流开关场接线 52 2.5.5 特殊结构接线方式 52 2.6 换流器控制方式与配置 54 2.6.1 换流器的控制方式 54 2.6.2 换流器控制配置 57 2.6.3 换流器常用控制器模型 60 第3章 直流系统运行特性与故障分析 66 3.1 直流系统稳态运行特性 66 3.1.1 直流系统运行外特性 66 3.1.2 换流器功率特性 71 3.1.3 换流器谐波特性 77 3.2 直流系统中的无功平衡 84 3.3 直流输电系统运行方式 86 3.3.1 运行接线方式 87 3.3.2 全压运行与降压运行方式 91 3.3.3 功率正送与功率反送方式 92 3.3.4 双极对称与不对称运行方式 92 3.4 直流输电系统故障分析 94 3.4.1 换流器故障 95 3.4.2 换流站直流侧故障 103 3.4.3 换流站交流侧故障 104 3.4.4 直流线路与接地极故障 111 第4章 高压直流换流站的暂时与操作过电压 113 4.1 来自换流站交流侧的过电压 113 4.1.1 交流侧接地故障 114 4.1.2 交流侧接地故障消除 117 4.1.3 换流变压器的投切 121 4.1.4 交流侧线路操作 123 4.1.5 换流站滤波器操作 126 4.1.6 甩负荷引起的过电压 127 4.2 来自换流站直流侧的过电压 128 4.2.1 12脉波换流器的投运或停运 129 4.2.2 换流变压器阀侧对地短路 129 4.2.3 换流阀桥臂产生的过电压 135 4.2.4 直流侧线路接地故障 136 4.3 逆变侧丢失交流电源 139 4.4 换相失败 140 4.4.1 换相失败过程分析 140 4.4.2 换相失败引发无功波动 143 4.4.3 换相失败引起的暂态过电压特性 148 4.4.4 控制系统参数对换相失败引起过电压的影响 149 4.5 中性母线故障 158 4.6 接地极线路开路故障 160 第5章 高压直流换流站雷电与陡波过电压 162 5.1 雷电的模拟 162 5.1.1 雷击方式 162 5.1.2 雷电流 163 5.1.3 落雷密度与雷击点 164 5.2 交流侧雷电过电压 165 5.2.1 绕击雷过电压 165 5.2.2 反击时的雷电过电压 166 5.2.3 感应雷过电压 169 5.2.4 雷电侵入波 170 5.3 交直流场屏蔽失效 171 5.4 直流侧线路雷击过电压 174 5.4.1 计算模型 174 5.4.2 直流侧线路雷电绕击过电压 178 5.4.3 直流侧线路雷电反击过电压 180 5.5 陡波前冲击电压 181 5.5.1 对地短路或闪络 182 5.5.2 部分换流器中换流阀全部导通和误投旁通对 183 5.6 过电压模拟模型与研究方法 184 5.6.1 系统模拟模型 184 5.6.2 过电压研究方法 187 第6章 高压直流换流站绝缘配合方法 189 6.1 绝缘配合的原则与方法 189 6.1.1 绝缘配合的原则 189 6.1.2 绝缘配合的方法 189 6.2 能动式绝缘配合方法 191 6.2.1 换流站设备布置 191 6.2.2 控制保护的影响 195 6.3 换流站主要设备绝缘水平的选择 197 6.3.1 绝缘裕度 197 6.3.2 绝缘水平的确定 199 6.4 换流站*小空气间隙距离的选择 200 6.4.1 空气间隙的耐受电压 202 6.4.2 非自恢复绝缘的耐受电压 203 6.4.3 阀厅 207 6.4.4 直流场 208 6.5 换流站直流场设备外绝缘设计 209 6.6 雷电和陡波前冲击绝缘配合方法 212 6.6.1 雷电冲击绝缘配合方法 212 6.6.2 陡波冲击绝缘配合方法 213 6.7 换流站绝缘配合案例 213 6.7.1 避雷器保护方案 213 6.7.2 换流站的过电压防护 215 6.7.3 避雷器参数 217 6.7.4 换流站设备的绝缘水平 218 第7章 高压直流换流站避雷器配置 225 7.1 直流避雷器 225 7.1.1 直流避雷器特性 225 7.1.2 直流避雷器特点与性能参数 227 7.2 直流换流站避雷器配置 232 7.2.1 配置原则 232 7.2.2 避雷器参数选择中的关键因素 232 7.2.3 配置方法 237 7.3 避雷器参数的选择 241 7.3.1 参数选择基本原则 241 7.3.2 交流避雷器参数 243 7.3.3 直流避雷器参数 245 7.4 避雷器通流能力 248 7.5 ±500kV与±800kV换流站避雷器配置案例 250 7.5.1 ±500kV换流站避雷器配置 250 7.5.2 ±800kV换流站避雷器配置 252 7.6 避雷器试验 257 7.6.1 直流1mA下的参考电压 257 7.6.2 工频参考电压与持续运行电压下的泄漏电流 258 7.6.3 避雷器通流容量试验 259 参考文献 261