特高压直流送电能力受交直流故障影响因素研究

特高压直流送电能力受交直流故障影响因素研究

周欣 由崇

中国能源建设集团辽宁电力勘测设计院有限公司 辽宁沈阳 110179

摘要：对于高压直流输电系统，特别是多直流馈入系统，交流故障快速检测具有重要意义。一是有利于实现故障穿越，特别是减少直流系统换相失败；二是起故障支撑的作用，主动实现有功和无功控制。鉴于此，本文对特高压直流送电能力受交直流故障影响因素进行分析，以供参考。

关键词：特高压；直流送电能力；交直流故障

引言

特高压级联混合直流的拓扑结构及控制策略。该系统可以有效结合LCC技术成熟、成本低以及VSC控制灵活、可有效解决直流换相失败问题等优点，提出了利用VSC减少直流换相失败风险、缩短直流换相失败时间的控制策略，对于多直流馈入电网或弱交流电网具有重要意义，拥有广阔的发展前景。

1施工研究对应思路

（1）创新设计配套小工器具，通过与设计联系，建模计算设计直线塔合成绝缘子支撑杆、４ד一牵２”滑车挂架、８４０ｋＮ耐张串吊装夹具。由公司专家进行讨论定型，加工样品后进行荷载试验和试吊装，反馈施工班组的意见提出合理化建议，加工投入使用。

（3）创新施工工艺，联系设计校核直线转角塔施工孔受力，总结形成满足受力和便于操作的直线转角塔附件安装施工方法，在工程中应用。复核修正孤立档及“耐直”耐张段弧垂值，投入新设备，形成新的观测施工工艺。

2特高压级联混合直流的控制策略

2.1施工准备

首先对施工项目的情况基本了解，在项目标段范围内，地形比较复杂，需要跨越的线路很多。在开展施工之前，由相关部门审核技术措施。另外，顺利完成施工技术交底工作，准备有关技术人员和设备材料，综合检验有关机械设备。初步决定使用的张力机最大张力2*90KN、持续张力2*80KN。根据放线张力，最大张力为45KN。根据工程最大垂直档距1460m，导线垂直荷载为122.781KN。牵引绳的综合破断力应满足378.05KN，经过计算全线的放线段牵张力：最大牵引

2.2整流侧LCC的控制策略

整流侧LCC一般采用定电流控制，并跟踪直流电压。为避免系统失控，在直流低压段采取低压限流控制，在高压段采取定最小触发角控制

2.3逆变侧VSC控制策略

为保持直流功率稳定及在逆变侧交流电压波动时尽可能地保持直流输电功率的稳定，逆变侧VSC可以采取定直流电压控制，同时跟踪并控制交流电压，具体实现上可以采取矢量控制技术，如图1所示。VSC采用电压外环和电流内环控制。电压外环的控制指令为直流电压和交流系统电压，通过定直流电压控制得到d轴电流参考值idref，通过定交流系统电压，得到q轴电流参考值iqref；内环电流控制器根据外环控制器输出的电流参考值调节得到dq轴实际的电流，并通过派克反变换得到换流器出口交流电压的参考值Uabcref。

图1级联混合直流VSC控制策略

2.4优化高空压接平台，减少高空作业时间

建立计算模型，计算集中荷载Ｑ作用于架空线路上影响；根据计算模型，平台重量越大，对导线张力、弧垂、线长影响越大。优化常规平台尺寸，在满足操作要求的同时，降低平台对紧线影响。根据耐张管压接长度及握着空间，改进平台尺寸为２ｍ。在压接平台上设置液压顶滑轨，满足耐张管压接行程，避免导线移动，确保压接质量。

2.5降序分段自适应匹配电路保护

应用降序分段自适应匹配电路技术，主要是根据不同输电线路中电阻相同，电流通过率不同。通过计算电路功率，计算出高压直流输电线路的结构，并且以其为基础，分析高压直流输电线路的工作环境，得出其自适应系统变化，然后再将输电线路自适应系统与电路灵敏度进行匹配，计算电路结构组分，从而实现高压直流输电线路的继电保护。在对输电线路电流和电阻计算过程中，需要充分考虑电路内外存在的差异，并结合其对电路实施分段研究。需要注意的是，在应用降序分段自适应匹配电路保护技术时，需要简化设备，从而保证线路分段的准确性，以控制短路，实现保护目的。

2.6站外简易接地极的直流不平衡电流控制技术

采用站外简易接地极方案，为减少直流运行期间流入站外简易接地极入地电流及其持续时间，建议采取如下不平衡电流控制技术。1）双极同步解锁与闭锁逻辑，保证双极解闭锁命令的同步性，避免出现不平衡电流。2）双极电流同步逻辑，避免双极出现不平衡电流，有效保障接地极设备和附近人身的安全。3）单极闭锁联跳双极逻辑，避免故障期间存在很大的暂态不平衡电流流入接地极，对接地极设备和附近人身安全构成威胁。

2.7导地线展放

（1）计算得出牵张力整定数值，调整张力机的放线张力值和牵引机的牵引力过载保安值，松弛牵引绳临锚系统，拆除临锚卡具，构建牵张系统，如图2所示。

图2导线展放牵张系统布置

（2）缓慢牵放导线，保证张力机两根子导线平衡，结合具体标准对张力机子导线间的平衡有效调整。

（3）调平牵引板，使张力达到规定数值，牵引机根据沿线就地档导线距离，增加牵引机的牵引力与速度。

（4）更换牵引绳盘。牵引绳接头进入绳盘内3圈后结束牵引，拆下抗弯连接设备和满盘，换上控盘，在盘上固定牵引绳，拆下临锚，继续牵引。

（5）更换导线盘。剩下最后一层导线时，牵引机缓慢牵引，剩余6圈时，终止牵引。在张力机后侧用尼龙绳临时锚固导线，拆下液压制动器并减压线轴架，用吊车拆下控盘，安装新盘导线。事先将一端导线头引入布袋，把两根导线与双头网套对接，之后绑好布袋两端。在张力机之前临锚导线，开启张力机，缓慢放松机前导线，并且压接导线。

2.8紧线操作

在放线滑车中检查导线位置，解决跳槽问题，处理导线损伤问题，现场核对观测弧垂位置，建立观测标准，具体方式如图3所示。松锚侧为耐张连接：（1）在张牵机前地锚上展放导地线锚，利用卡线器与滑车组对导地线收紧。（2）调整弛度后，在地面先锚线，后转至空中锚线。（3）垂直在挂点挂上耐张串，向滑车组垂直布置下端与线间。（4）收紧滑车组，绝缘子串受力以后，呈现水平状态。

图3紧线方式

结束语

基于特高压直流输电的电压特点，加大了制造特高压直流输电设备的难度，增强了设备的绝缘性能，提高了对特高压直流输电线路的架线施工标准：①交叉跨越施工。其在架设高压输电线路中时常出现，为保证施工人员的安全，需要综合思考承力索的截面承载力；②由于导线质量偏大，施工人员要结合工程特点对每个直线塔的垂直荷载分别计算；③施工中紧密结合牵引力挑选牵引绳和导引绳。由于目前施工环保思想的兴起，施工中采取不落地展放对导引绳和牵引绳科学处置；④由于耐张串产生较大重量，空中作业时要采取适合的方法进行起吊。但紧线过程会产生较大的张力，要求施工人员采取合理的方法实施紧线操作。作业中利用高空对接的方式进行挂线，并根据前后顺序处理众多导线，防止它们彼此干扰。

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