[发明专利]特高压直流输电系统绝缘配合快速优化算法

说明书

技术领域

本发明涉及特高压直流输电系统绝缘配合快速优化算法，更具体的说涉及直流换流站的绝缘配合快速查表算法。

背景技术

直流换流站的绝缘配合设计是直流特高压输电工程设计、实施中的关键技术之一。避雷器保护水平、设备的绝缘水平直接关系到设备的设计、制造、造价等各方面。换流站内绝缘配合的基本原则是：交流侧的过电压应尽可能由装在交流侧的避雷器保护；直流侧的过电压应由装在换流变压器直流侧的避雷器组合加以限制；换流设备的关键部件应由与该部件紧密相连的避雷器直接保护；母线或设备可直接由连接于被保护设备两端点之间或设备对地之间的避雷器或者组合避雷器保护。

常规的工程设计中，主要采用数值计算工具对换流站进行建模，并按照绝缘配合的原则在对应位置上放置避雷器模型，此避雷器模型与实际应用的避雷器有相同的特性曲线。利用计算工具，对交流过电压和直流过电压进行仿真分析，得到避雷器上的最高限制电压，由此作为避雷器的保护水平，结合绝缘裕度得到设备的绝缘水平。这种方法虽然计算准确，但是对于不同的工程都要计算，计算的故障类型很多，计算量很大。

经多大量的直流工程设计，设计人员对换流站内各个位置的避雷器故障时的最大电流和能量已经有非常丰富的经验数据。结合这些数据，可以直接通过查阅避雷器特性曲线的方法得到避雷器的保护水平。这种方法计算快速，而且可以根据不同的系统参数快速优化避雷器的保护水平。在特高压直流工程的绝缘配合设计中，采用这种方法对避雷器的保护方案和保护水平进行快速优化计算，方便快捷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于特高压直流输电工程换流站绝缘配合的快速优化算法。此算法基于避雷器特性曲线(如附图1)查表，利用过电压计算或者经验数据得到的避雷器的配合电流和总能量，得到避雷器的保护水平和设备的绝缘水平，快速的进行绝缘配合的优化设计。

附图说明

附图1为避雷器特性曲线示意图。(1)最大特性曲线；(2)最小特性曲线；(3)配合电流，单位kA；(4)保护水平即电压值，采用标幺值表示。

具体实施方式

基于特性曲线查表法，分为以下步骤：

(1)根据避雷器的配置方案和位置，参考以前的设计经验，确定各个避雷器的设计配合电流和最大通过能量。

(2)根据系统电压相关的参数确定单柱避雷器的标称电压以及参考电压。

(3)根据避雷器的最大通过能量，参考单柱避雷器的能量参数，确定避雷器的总柱数。

(4)利用配合电流3及避雷器的总柱数，得到每柱避雷器的实际最大通过电流；查找避雷器特性曲线，如附图1，得到对应的保护电压的标幺值4；利用标称电压，换算到真实电压值，即为此避雷器的保护水平。使用中，一般采用最大特性曲线1来确定避雷器的保护水平；而最小特性曲线2是为了确定最大能量时对应的避雷器特性，在确定保护水平时不采用。

(5)根据绝缘裕度的要求和绝缘配合标准电压等级的要求，得到对应设备的绝缘水平。