如何优化交流侧过电压问题？

换流站交流母线侧的设备主要由交流母线避雷器A保护，避雷器安装在紧靠换流变和每大组交流滤波器母线上。交流系统中发生的各种故障或执行的操作，如交流系统单相接地、三相接地故障清除、投切交流滤波器等，会在交流侧相关设备上产生较高的过电压，其中决定交流母线避雷器A的最严酷工况为交流系统三相接地故障。

交流母线发生三相接地故障后，交流滤波器组（包括电容器组）中储存的能量经故障点释放，在随后的故障清除过程中，系统电源又通过系统阻抗（一般为感性）向交流滤波器组充电，引起的暂态振荡过程会在交流侧母线上产生过电压。该故障的简化等效示意如图23-2所示。

图23-2　交流三相接地故障清除过电压简化示意图

准东—成都±1100kV和溪洛渡—浙西±800kV特高压直流工程中该过电压的计算结果如表23-8所示，±1100kV特高压直流工程送端准东换流站，其额定交流电压为770kV，该故障下交流母线上过电压为1113kV，避雷器A通过的最大能量2.52MJ；对于受端成都换流站，其额定交流电压为525kV，交流母线上最大过电压为760kV，避雷器A通过的最大能量为1.03MJ。对于±800kV特高压直流工程送端溪洛渡换流站，其额定交流电压为535kV，交流母线上最大过电压为758kV，避雷器A通过的最大能量为0.91MJ；对于受端浙西换流站，其额定交流电压为510kV，交流母线上最大过电压和能量分别为758kV和0.78MJ。

表23-8　避雷器A上过电压计算结果(www.xing528.com)

根据表中计算结果，有如下分析[3-5]：

1）±1100kV与±800kV系统中，交流额定电压为525kV的成都、535kV的溪洛渡和510kV的浙西换流站交流母线上的过电压幅值基本相同，其过电压与其额定电压等级的比值分别为760/525=1.45，758/535=1.42，758/510=1.49；交流额定电压为770kV的准东换流站，其交流母线上过电压与额定电压的比值为1113/770=1.44。可知该过电压幅值与直流电压等级无关，而与其交流系统额定电压成比例。

2）交流额定电压相近的成都、溪洛渡和浙西换流站，通过避雷器A中的过电压能量值相近，交流额定电压为770kV的准东换流站，通过避雷器A中的过电压能量比其他三个换流站大。该过电压能量主要与交流系统电压等级、短路阻抗参数有关。

3）该过电压幅值及能量并不严重，其过电压能量远低于表23-6和表23-7中所列的避雷器容量。从过电压产生机理上看，该过电压是因故障暂态引起系统内部电压振荡造成的，常规的交流设备设计制造时已将这类振荡过电压情形考虑在内。因此，在符合交流系统设计规程的前提下，该过电压一般不会对换流站设备造成威胁。