柔性直流输电系统过电压及绝缘配合报告西安交通大学2012.12.151.研究背景和内容42.两端柔性直流输电系统仿真模型的建立42.1柔性直流输电系统参数42.1.1换流站电路拓扑42.1.2交流系统等效模型52.1.3换流变压器参数52.1.4交流滤波器与直流电容器52.1.5直流输电线路62.2VSC换流站控制系统62.2.1SPWM控制原理72.2.2整流站控制82.2.3逆变站控制82.3系统正常运行结果82.4本章小结103.柔性直流输电系统中的操作过电压103.1柔性直流输电系统的过电压103.2交流系统单相接地故障103.2.1整流侧交流系统单相接地故障113.2.2逆变侧交流系统接地故障113.2.3过电压分析123.3交流系统单相接地故障后断路器自动重合闸123.3.1整流侧交流系统单相接地故障133.3.2逆变侧交流系统接地故障133.3.3过电压分析143.4交流系统两相短路故障143.4.1整流侧交流系统两相短路故障153.4.2逆变侧交流系统两相短路故障153.4.3过电压分析163.5交流系统两相短路接地故障163.4.1整流侧交流系统两相短路接地故障173.4.2逆变侧交流系统两相短路接地故障173.4.3过电压分析183.6换流变压器与换流阀连接母线单相接地故障183.6.1整流侧换流变压器与换流阀连接母线单线接地故障193.6.2逆变侧换流变压器与换流阀连接母线单相接地故障193.6.3过电压分析203.7换流阀阀顶接地故障203.7.1整流侧换流阀阀顶接地故障213.7.2逆变侧换流阀阀顶接地故障213.7.3过电压分析223.8直流极线接地故障223.9本章小结234.柔性直流输电系统的绝缘配合234.1柔性直流输电系统的操作过电压统计244.2柔性直流输电系统的避雷器配置254.2.1换流站交流母线避雷器A1254.2.2换流变压器与换流阀连接母线避雷器A2264.2.3IGBT并联避雷器V264.2.4直流极线避雷器DL264.3本章小结275.结论271.研究背景和内容柔性直流输电技术，即基于电压源型换流站的直流输电技术，是一种新型的直流输电技术，它使用可控的具有自关断能力的电力电子器件（如IGBT,GTO等）代替了传统直流输电技中的晶闸管作为换流器件，解决了传统直流输电系统无法向无源系统供电的缺陷。同时，由于脉宽调制（PWM）等技术的使用，使柔性直流输电系统具有可实现无源逆变、滤波及无功补偿设备简单、换流站建设成本低和潮流控制灵活等优势，在向偏远孤立负荷供电、联接分散的小型电场以及构建多端城市电网等方面具有广阔的应用前景。由于柔性直流输电系统在换流阀的工作特性、电路拓扑结构以及VSC换流站控制系统等方面不同于传统的直流输电系统，因此系统中发生故障时系统中各节点的过电压特性也不同于传统的直流输电系统，对电力设备的绝缘设计提出了新的要求；同时，避雷器作为系统中过电压防护的重要设备，在柔性直流输电系统的过电压特性下，对避雷器的参数选择及配置方案也提出了新的要求。因此通过建立柔性直流输电系统的PSCAD仿真模型研究故障下系统中的过电压特性，可以为柔性直流输电系统中的避雷器配置和绝缘配合提供相应的参考。综上所述，主要报告的研究内容如下：（1）建立两端的柔性直流输电系统仿真模型。（2）计算各种常见故障下柔性直流输电系统中各节点的预期过电压。（3）根据（2）中预期过电压的计算结果，提出相应的避雷器配置建议。2.两端柔性直流输电系统仿真模型的建立本项目中以两端柔性直流输电系统（如图2-1）为例进行分析，建立了相应的PSCAD仿真模型。本章将对模型中的各模块进行阐述。图2-1两端柔性直流输电系统示意图2.1柔性直流输电系统参数2.1.1换流站电路拓扑模型中换流站采用传统的三相两电平结构，如图2-2所示。匕半O-A―oB，_oc—o图2-2三相两电平式换流站2.1.2交流系统等效模型在模型中，将换流站的交流侧系统等效为交流电源和阻抗的串联，设定交流系统的额定电压为115kV,整流侧交流系统为强交流系统而逆变侧交流系统为弱交流系统，等效的电源参数如表2-1所示，两端交流系统的等效模型如图2-3所示。设定交流电源的零序阻抗等于正序阻抗的3倍,以准确计算交流系统发生故障时系统中的过电压幅值。表2-1交流系统等效参数电源电压/kV正序阻抗/0阻抗角/。整流侧1150.3755780逆变侧11526.4580（a）整流侧（b）逆变侧图2-3交流系统电源模型2.1.3换流变压器参数换流变压器为...
