换流站过电压保护策略优化

过电压包括内过电压和外过电压。内过电压要考虑动态、操作和暂时过电压，但一般不考虑谐振过电压，在换流站的设计及运行操作中应尽量避免谐振过电压的产生，如果不能避免，则必须采取一定的措施，如加装选相合闸装置或合闸电阻等。

外过电压主要指交直流线路以及接地极线路的雷击，包括直击雷和绕击雷。考虑平波电抗器对雷电侵入波的阻尼作用，通常线路雷击产生的过电压不会影响平抗阀侧的相关设备。内过电压包括交流侧和直流侧的过电压，交流侧过电压主要有直流系统甩负荷、交流系统对地故障、投切交流滤波器等；直流侧过电压主要由直流系统内的接地故障、短路和控制失灵等引起，这些过电压将传入换流阀或极线上。

过电压保护与绝缘配合的目的就是寻求一种避雷器配置和参数选择方案，保证换流站所有设备（包括避雷器本身）在正常运行，故障期间及故障后的安全，并使得全站的费用最省。

换流站过电压保护和避雷器配置的基本原则：

1）在交流侧产生的过电压，应用交流侧的避雷器加以限制。

2）在直流侧产生的过电压，应由直流侧避雷器加以限制。

3）换流站的重要设备应由与该设备邻近的避雷器保护。

4）换流变压器的阀侧绕组，可由保护其他设备的几种避雷器联合来实现保护。最高电位的换流变压器阀侧绕组可由安装在紧靠它的避雷器直接保护。

5）可采用多柱并联结构的避雷器，也可采用多支避雷器并联分散布置的方式。

6）直流中性母线应装设冲击电容器。

其他过电压保护措施还有：

1）为确保晶闸管阀免遭正向过电压损坏，在阀臂上配置避雷器保护的同时，另为每个晶闸管阀臂装设正向过电压保护触发装置，作为阀过电压的后备保护。

2）在换流变进线断路器装设合闸电阻，以阻尼合空载换流变时的冲击电压、限制合闸涌流。

3）交流滤波器小组断路器上均装设选相合闸装置，以限制合闸涌流，降低投切交流滤波器和电容器操作时对系统的扰动以及避免合闸时交流滤波器低压侧内部元件过载。

国网和南网的±800kV特高换流站直流侧避雷器典型配置分别如图26-4、图26-5所示，±1100kV特高换流站直流侧避雷器典型配置如图26-6所示。交流侧出线、站用变和滤波器大组母线也分别装设了避雷器。

图26-6　±1100kV特高换流站避雷器典型配置(www.xing528.com)

从图26-4、图26-5可以看出，国网±800kV换流站和南网±800kV换流站在下十二脉动换流单元和中性母线上的避雷器配置基本相同，主要区别在于上十二脉动换流单元。南网工程最高端换流变阀侧配置了A2避雷器，并且对整个上十二脉动换流单元配置了C2避雷器，省去了国网工程的MH和CBH避雷器。两种保护方式都有各自的优缺点，可参考18.3.2一节。具体哪种方案更合适，需要具体情况具体分析。

图26-4　±800kV特高换流站避雷器国网典型配置

图26-5　±800kV特高换流站避雷器南网典型配置

下面±800kV换流站以国网奉贤站和南网普洱站为例、±1100kV换流站以准东站为例进行说明。表26-4～表26-6给出了奉贤、普洱、准东换流站各避雷器的保护水平。

表26-4　±800kV奉贤换流站避雷器保护水平

续表

表26-5　±800kV普洱换流站避雷器保护水平

表26-6　±1100kV准东换流站避雷器保护水平

　续表

注：斜线右侧为该保护水平对应的配合电流。