直流过压欠压保护电路设计与制作 柔性直流换流阀串联支撑绝缘子电压分配均衡方法

新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）的研究人员）李静怡、沈弘等，在2018年第21期《电工技术学报》上撰文指出，随着电压等级的提升，柔性直流换流阀常采用绝缘子串联的多层支撑结构设计，从而保证足够的对地绝缘间隔然而在模型测试中出现了换流阀各层绝缘子电压分配不均的问题，使得绝缘子选型困难，增加了换流阀的设计成本与难度，下面我们就来聊聊关于直流过压欠压保护电路设计与制作 柔性直流换流阀串联支撑绝缘子电压分配均衡方法?接下来我们就一起去了解一下吧!

直流过压欠压保护电路设计与制作 柔性直流换流阀串联支撑绝缘子电压分配均衡方法

新能源电力系统国家重点实验室（华北电力大学）的研究人员）李静怡、沈弘等，在2018年第21期《电工技术学报》上撰文指出，随着电压等级的提升，柔性直流换流阀常采用绝缘子串联的多层支撑结构设计，从而保证足够的对地绝缘间隔。然而在模型测试中出现了换流阀各层绝缘子电压分配不均的问题，使得绝缘子选型困难，增加了换流阀的设计成本与难度。

针对某±800 kV柔性直流换流阀塔，分析了交直流绝缘型式试验下造成串联支撑绝缘子电压分配不均的原因，建立电路计算模型，提取模型中的电容和电阻参数，通过与电准静态场计算结果对比，验证了电路计算模型的正确性。

在此基础上，提出串联支撑绝缘子连接法兰与水路等电位联结的电压均衡方法，计算分析水管长度、等电位联结的水管根数、支撑绝缘子的数量和高度及等电位联结位置对串联支撑绝缘子电压分配的影响规律，并结合工程设计要求，确定串联支撑绝缘子的电压分配均衡方案。电路计算模型与水路钳制均衡方法相结合，避免了反复建模与复杂的电场数值计算，能够在满足设计需求的同时，大大节约设计成本与时间。

图8 简化后的完整阀塔模型

结论

分析了阀支架交直流绝缘型式试验下造成串联支撑绝缘子电压分配不均的原因，建立了电路计算模型，提出了串联绝缘子金具与冷却水路等电位联结的电压均衡方法，计算分析了水管长度、等电位联结的水管数量及等电位连接位置对串联支撑绝缘子电压分配的影响规律，并结合工程设计要求，确定了串联支撑绝缘子的电压分配均衡方案，得到以下结论：

1）提出一种水路钳制的均压方案，明确寄生电容是导致电压分配不均的直接原因，利用水路的电阻特性实现电压均衡的目的；相比额外增加分压器、均压环等装置，水路钳制更适合改善柔性直流阀串联支撑绝缘子电压分配不均。

2）建立了电路计算模型，通过与电准静态场计算结果对比，验证了电路计算模型的正确性。在此基础上，计算分析了水管长度、等电位联结的水管数量、支撑绝缘子的数量和高度及等电位联结位置对串联支撑绝缘子电压分配的影响规律，并结合工程设计要求，确定了串联支撑绝缘子的电压分配均衡方案。当整体模型结构保持不变，仅通过水路钳制进行优化时，采用电路计算的方法具有显著的高效性。

3）交直流耐压试验下的电压分配均衡结果与水路参数息息相关，在本文的工程设计对象下，能够寻找到合适的钳制点范围；并且同时进行钳制的水路数量越多，水路的钳制效果越好；蛇形主水管顶端的高电位钳制点下移后，满足工程设计需求的钳制点可选范围更大；在满足应力要求和耐压要求的基础上，减少绝缘子数量和降低绝缘子高度，能够在节约工程成本的同时改善钳制效果。

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柔性直流换流阀串联支撑绝缘子电压分配均衡方法

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