[发明专利]一种柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电技术领域，具体而言，涉及一种柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法。

背景技术

目前，柔性直流输电采用的是电压源换流器(VSC，Voltage Source Converter)，一般使用全控电力电子器件(绝缘栅双极晶体管IGBT)，可对有功功率和无功功率进行独立快速控制。

柔性直流具有常规直流的大多数优点，如不存在交流输电的稳定性问题、可以实现非同步系统互联、有功无功可由控制系统进行控制等。此外，基于其采用全控型器件(IGBT)和高频调制技术的两大基本特征，不同于常规直流采用半控型器件(晶闸管)和低频调制技术，柔性直流输电又具有以下几个方面的技术优势：

(1)无需交流侧提供换相电流，没有无功补偿和换相失败问题，送、受端换流站均可与弱电网或无源电网联系。

(2)能够快速独立控制有功功率，实现功率动态连续调节。

(3)潮流反转方便快捷，运行方式变换灵活，具备成网条件。

(4)可以向电网提供必要的电压和频率支持，实现系统黑启动。

(5)输出电压谐波小，设备省、占地少。

柔性直流输电在系统接线方式和运行方式上与一般直流输电不同，特别是金属回线的接线方式。一般直流输电系统会在换流站附近设接地极，然后用金属回线将接地极与换流站中性母线连接起来，金属回线一般不长，约为几公里。而柔性直流线路不设接地极，全线采用金属回线，且为节省走廊占地，金属回线与直流极线路同塔架设。

这种架设方式下，金属回线会承受电磁感应电压和雷电过电压的应力，在上述电压应力下，金属回线如何进行绝缘配置亟需研究。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法，旨在解决上述问题。

本发明提出了一种柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法，包括在金属回线和杆塔间设置绝缘子和招弧角，其特征在于，在电磁感应电压下，绝缘子与招弧角均不发生闪络；在多数低幅值的雷电过电压下，绝缘子与招弧角均不发生闪络，在极少数高幅值的雷电过电压下，招弧角先于绝缘子闪络。

进一步地，上述柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法中，其特征在于，招弧角间隙距离与绝缘子干弧距离的比值取77.5％～82.5％。

进一步地，上述柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法中，其特征在于，所述招弧角分别设置在杆塔和金属回线上，所述绝缘子与该招弧角并联连接。

进一步地，上述柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法中，其特征在于，所述绝缘子采用复合绝缘子、瓷绝缘子或玻璃绝缘子。

进一步地，上述柔性直流系统中金属回线的绝缘配合方法中，其特征在于，±500kV柔性直流线路的金属回线在不同海拔高度下所采用的绝缘子有效串长和片数为：海拔500m以下，串长938mm，片数6片；海拔500～1500m，串长1057mm，片数7片；海拔1500～2500m，串长1207mm，片数8片。

本发明的有益效果：本发明提出一种金属回线与杆塔之间采用绝缘子与招弧角并联连接的绝缘配置方式，并给出了绝缘子的材质、不同海拔高度下所采用的绝缘子有效串长和片数，以及招弧角间隙距离与绝缘子干弧距离的比值。这种绝缘配置方法和方案可以保证金属回线在运行过程中能够承受电磁感应电压和雷电过电压的作用，对保障柔性直流系统的安全可靠运行具有重要意义。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本发明实施例绝缘配置主视图

图2为本发明实施例金属回线与直流极线同塔架设方式示意图

其中：1.绝缘子 2.招弧角 3.杆塔 4.金属回线 5.直流极线 6.架空地线

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。