16.4.3.1 仿真计算条件
避雷器V3是下12脉动换流器最高一层阀避雷器，在整流站仅投入下12脉动换流器的1/2极运行方式下，低压端Y/Y换流变阀侧出线发生接地短路故障时，直流线路和直流滤波器上的能量会通过下12脉动换流器最上层阀避雷器V3释放，造成避雷器V3两端经受较大的过电压及通过较大的过电压能量，该故障电路如图16-17所示。
图16-17 换流站低压端Y/Y换流变阀侧出线接地短路故障示意图
过电压最严重工况为：直流系统处于3/4双极不平衡运行方式，极I投入下12脉动换流器，上12脉动换流器通过断开相应隔离开关移出直流系统；极II投入双12脉动换流器。极I直流电压设定为最大值，如向上±800kV特高压直流工程中为405kV，直流电流设定为最小值，如向上±800kV特高压直流工程中为363A，故障设定发生在A相出线。故障发生后直流系统控制保护动作，故障极停运。该过电压严重程度与故障发生时刻有关，仿真中通过选取不同的故障切除时刻，并考虑阀避雷器V3的伏安特性偏差，分别采用最大保护特性和最小保护特性进行计算，找出阀避雷器V3上过电压最严重情况。
与阀避雷器V11/V1情形类似，对于阀避雷器V3，同样考虑对极故障，即以极II同时发生接地故障的双重故障进行仿真计算。
16.4.3.2 仿真计算结果
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，相应计算结果如表16-9所示。计算结果表明：复龙换流站该故障下阀避雷器V3两端最大过电压为388kV，避雷器V3通过的最大能量为3.22MJ。该故障为非对称性故障，A相出线接地短路造成C相上的阀避雷器V3通过的能量最大，另外两相在该故障造成的过电压过程中通过的能量较小。图16-18中波形为C相阀避雷器V3中通过能量最大时的三相阀避雷器V3两端过电压、避雷器中流过电流和能量波形。
表16-9 阀避雷器V3最大过电压情况计算结果
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图16-18 复龙换流站阀避雷器V3最大过电压及能量波形图
当直流系统运行于功率反送状态时，即奉贤换流站作为整流侧，复龙换流站作为逆变侧运行时，奉贤换流站的阀避雷器V3两端最大过电压计算如表16-9所示。奉贤换流站该故障下阀避雷器V3两端最大过电压为368kV，避雷器V3通过的最大能量为2.50MJ。
16.4.3.3 过电压机理分析
该过电压机理与阀避雷器V11/V1过电压机理相似，同样不能发生在逆变侧。其最严重过电压的计算条件为：
1）直流系统双极不平衡运行，其中一极投入下12脉动换流器，另一极投入双12脉动换流器；
2）换流站运行在整流状态；
3）以单12脉动换流器运行的一极的直流电压取为最大直流电压，向上±800kV特高压直流工程中为405kV；
4）直流电流取最小运行电流，向上±800kV特高压直流工程中为363A；
5）换流站交流系统电压取最小，向上±800kV特高压直流工程中复龙站为475kV。
16.4.3.4 过电压控制保护措施
该过电压的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V3的保护水平来限制该过电压的危害，但是避雷器保护水平的降低会导致故障下避雷器通流容量的增加，通常通过多柱避雷器并联来满足能量要求。
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