16.4.2.1 仿真计算条件
阀避雷器V12/V2是上下12脉动换流器中除最上层阀外的其他三层阀的阀避雷器（如图16-1所示），与阀避雷器V11/V1不同，阀避雷器V12/V2不与直流极线直接相连，这样也就不会出现类似上述避雷器V11/V1的过电压情况。但是，换流站交流系统由于故障、倒闸操作等原因会产生相间操作过电压冲击，该操作过电压冲击经过换流变绕组传入阀厅，作用在换流阀两端，从而在阀避雷器V12/V2两端产生较大过电压。实际上，阀避雷器V11和V1也会遭受该操作冲击过电压，但上节讨论的作用在阀避雷器V11和V1两端的过电压比该类过电压严重得多，故不讨论该过电压在阀避雷器V11/V1两端作用的情况。
该过电压工况是阀避雷器V12/V2的最严重过电压工况，过电压严重程度与故障发生时各阀的导通状态有关。基于6脉动换流阀轮换导通的运行状态，并结合传入换流器的操作过电压波的极性进行分析，可得到在指定阀两端产生操作过电压的冲击波发生时刻。例如在VT1、VT6导通时由A、C相进入的操作波，其操作过电压波作用在阀VT5两端，等效电路如图16-15中所示。
图16-15 交流系统操作过电压传入阀厅示意及等效电路图
交流侧传入操作波的幅值一般取决于交流母线避雷器A的保护水平，考虑最严重情况，相间操作过电压峰值可取为相地过电压的1.7倍。在向家坝—上海±800kV特高压直流输电工程中交流母线避雷器A的保护水平取为761kV，则交流侧母线上产生的相间操作过电压波的幅值应为1.7×761=1293（kV）。
16.4.2.2 仿真计算结果
根据前述仿真条件，以向家坝—上海±800kV特高压直流工程中送端复龙换流站该故障下过电压计算为例，找出阀避雷器V12/V2上过电压最严重情况，相应计算结果如表16-8所示。计算结果表明：复龙换流站该故障下阀避雷器V12两端最大过电压为374kV，通过的最大能量为0.46MJ；复龙换流站阀避雷器V2两端最大过电压为383kV，通过的最大能量为0.38MJ；奉贤换流站该故障下阀避雷器V2两端最大过电压为365kV，通过的最大能量为0.30MJ；图16-16中波形为复龙站阀避雷器V12两端过电压、避雷器中流过电流和能量波形。
表16-8 阀避雷器V12/V2两端过电压及能量计算结果(www.xing528.com)
图16-16 交流相间操作过电压冲击下复龙换流站阀避雷器V12上的最大电压及能量波形
16.4.2.3 过电压机理分析
该故障工况是阀避雷器V12/V2的决定性工况，其过电压机理分析如下：其故障简化示意如图16-15所示，当阀VT1、VT6导通时，来自A、C相间的操作冲击波传入阀厅，其中A相冲击波为正极性，C相冲击波为负极性，此时与阀VT5并联的阀避雷器V25将承受来自A、C相的操作冲击过电压[3，4]。
16.4.2.4 过电压控制保护措施
根据上述该过电压机理及计算结果可知，该过电压主要造成阀两端过电压应力，其过电压能量取决于造成该过电压的操作冲击波的能量，这部分能量比直流线路对地电容储存的能量小得多，故作用在阀避雷器V12/V2两端的过电压幅值较高，通过阀避雷器的能量并不大。
该过电压产生及发展过程与直流系统保护策略关系不大，只能通过尽可能降低阀避雷器V12/V2的保护水平的方法来限制该过电压的危害。
此外，虽然在经受过电压时避雷器V12/V2流过的能量并不大，但是在现有的特高压直流工程中，这些避雷器也都采用了多柱设计，如表16-1所示其设计通流容量远大于实际流过的能量，这种设计方案主要是为了有效降低过电压水平。特高压直流输电系统电压等级很高，换流阀过电压耐受水平适当降低，既可以降低设备的制造成本，又可以提高换流阀的运行可靠性。因此，这些避雷器采用多柱配置的目的在于降低换流阀制造成本，并提高换流阀的运行可靠性。
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