[發明專利]基于改進間隙系數的直流閥廳最小空氣凈距計算方法

有效

• 申請號: 201210316461.0
• 申請日: 2012-08-30
• 公開（公告）號: CN102818959A
• 公開（公告）日: 2012-12-12
• 發明（設計）人: 莊池杰;曾嶸;陳赦;余占清;宿志一;馬為民;丁玉劍
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R31/12;G01B7/14
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 羅文群

技術領域

本發明涉及一種基于改進間隙系數的直流閥廳最小空氣凈距計算方法，尤其涉及一種確定直流輸電系統中換流站、整流站、逆變站閥廳內電氣設備的空氣凈距的方法，屬于輸變電工程直流輸電線路設計領域。

背景技術

直流閥廳是指直流輸電系統中換流站、整流站、逆變站的放置換流閥、整流閥、逆變閥的專用場所。直流閥廳內的各電氣設備（如閥、套管、變壓器）之間以及設備與墻體或地面之間的空氣間隙距離，稱為空氣凈距。空氣凈距對工程造價有重要影響，是設計直流閥廳時必須考慮的因素。空氣凈距一般由間隙的雷電和操作沖擊放電電壓決定。對±500kV及以上電壓等級直流閥廳，由操作沖擊放電電壓決定的空氣凈距一般小于由雷電沖擊放電電壓決定的凈空距離。

目前，工程設計中廣泛采用的由操作沖擊放電電壓決定的直流閥廳最小空氣凈距的計算方法如下：

（1）得到標準大氣條件下，所考慮的空氣間隙需耐受的過電壓U_w-corr。U_w-corr的計算公式為

Uw-corr=kmUwKt(1-2σ)---(1)]]>

其中U_w為閥廳典型氣象條件下電氣設備的操作沖擊絕緣水平；k_m是設計裕度；K_t是大氣修正系數；σ為間隙放電電壓的變異系數，對操作沖擊，σ取6%。

（2）計算最小空氣凈距。最小空氣凈距計算公式為

L=Uw-corr500K0.6---(2)]]>

其中d為最小空氣凈距，單位為m；K為表征電極形狀特性的間隙系數，不同的系數代表不同的電極類型，一般選擇如下：線——板間隙K＝1.15，導線——導線間隙K＝1.3，棒——棒間隙K＝1.4。

上述方法中，間隙系數的取值主要針對棒——板、棒—棒、線——板等常規間隙，對大量閥廳內實際存在的間隙類型與電極結構，如球——板或均壓環——板間隙未予考慮；對某種確定的電極結構，間隙系數只有一種取值，沒有考慮間隙距離和電極尺寸等變量對間隙系數取值的影響。上述計算方法比較粗糙，誤差較大。

間隙系數K的取值與空氣凈距直接相關，空氣凈距的大小直接影響到閥廳尺寸，進而影響工程造價。為保證設備與人身安全，上述方法在使用中需要留有較大裕度，大大增加了工程投資。

近年來，我國直流輸電工程越來越多。工程設計迫切需要一種能夠考慮閥廳實際間隙類型與電極結構、電極尺寸等多種因素的間隙系數取值方法與最小凈空距離計算方法。

發明內容

本發明的目的是提出一種基于改進間隙系數的直流閥廳最小空氣凈距計算方法，考慮閥廳內的間隙類型、電極尺寸、間隙距離、氣象條件和海拔高度等，通過引入改進間隙系數，利用現有的比較成熟的氣象條件和海拔高度修正方法，便捷地確定安全的直流閥廳空氣最小凈空距離。

本發明提出的基于改進間隙系數的直流閥廳最小空氣凈距計算方法，包括以下步驟：