[發明專利]一種換流站直流場安全距離計算方法及系統

在審

• 申請號: 201710501907.X
• 申請日: 2017-06-27
• 公開（公告）號: CN107315134A
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 鄂盛龍;吳昊;羅穎婷;易瀟然;周剛;杜雙育;黃勇;田翔;林春耀;謝善益;楊強;葉海峰;周恩澤;魏瑞增;陳冠緣
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: G01R31/12
• 分類號: G01R31/12;G06Q50/06
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 張春水,唐京橋

技術領域

本發明涉及換流站直流場技術領域，尤其涉及一種換流站直流場安全距離計算方法及系統。

背景技術

換流站直流場是指換流站中安置母線、避雷器、開關及電抗器等設備的專用場所，直流場安全距離即各高壓帶電設備之間和高壓帶電設備與工作人員之間不發生放電風險而威脅設備和人身安全需要滿足的距離。直流場內的安全距離涉及到換流站的建設成本及投運后的工作人員安全問題，因此，直流場內的安全距離是在換流站設計前期必須考慮的重要因素。換流站直流場安全距離由高壓帶電設備的絕緣水平和各可能發生放電風險的空氣間隙的操作沖擊放電電壓共同決定。

目前，行業內主要采用慣用法進行直流線路的帶電作業絕緣配合計算，或者采用基于帶電作業危險率確定絕緣間隙安全距離的方法，而對直流輸電工程的換流站直流場內各種高壓帶電設備的安全距離計算并無明確的標準和規定。

近年來，我國直流輸電工程飛速發展，規劃和新建的換流站電壓等級越來越高，且換流站也逐步往多端方向發展，因此，設計一種標準的、可廣泛用于換流站直流場的安全距離計算方法顯得尤為必要。

發明內容

本發明實施例提供了一種換流站直流場安全距離計算方法及系統，解決了現有技術中主要采用慣用法進行直流線路的帶電作業絕緣配合計算，或者采用基于帶電作業危險率確定絕緣間隙安全距離的方法，而對換流站直流場內各種高壓帶電設備的安全距離計算缺乏明確的標準和規定的技術問題。

本發明實施例提供的一種換流站直流場安全距離計算方法，包括：

根據直流場內的帶電設備之間的位置關系和間隙類型，對存在放電風險的絕緣間隙進行操作沖擊放電試驗，得到絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系；

根據絕緣間隙可能承受的最大操作過電壓確定絕緣間隙在不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓；

根據不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓和絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系計算獲得絕緣間隙在不同安全裕度下的安全距離。

優選地，根據直流場內的帶電設備之間的位置關系和間隙類型，對存在放電風險的絕緣間隙進行操作沖擊放電試驗，得到絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系具體包括：

根據換流站直流場內的帶電設備之間的位置關系和間隙類型，對存在放電風險的絕緣間隙進行操作沖擊放電試驗，得到絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的具體可由公式一表達的對應關系，公式一具體為：

U_50％＝k·d^a；

其中，U_50％為間隙50％沖擊放電電壓，d為間隙距離，k、a均為常數，由試驗結果確定。

優選地，根據絕緣間隙可能承受的最大操作過電壓確定絕緣間隙在不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓具體包括：

根據絕緣間隙可能承受的最大操作過電壓通過公式二確定絕緣間隙的最小操作沖擊耐受電壓，公式二具體為：

U_w≥U_m；

根據最小操作沖擊耐受電壓通過公式三獲得在不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓，公式三具體為：

U_a＝(1+A)U_w；

其中，U_w為最小操作沖擊耐受電壓，U_m為絕緣間隙可能承受的最大操作過電壓，A為安全裕度，U_a為不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓。

優選地，根據操作沖擊耐受電壓和絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系計算獲得絕緣間隙在不同安全裕度下的安全距離具體包括：

根據不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓和絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系根據公式一計算獲得絕緣間隙在不同安全裕度下的安全距離，并確定安全裕度為0時的最小安全距離。

優選地，根據不同安全裕度下的操作沖擊耐受電壓和絕緣間隙的間隙距離與間隙沖擊放電電壓之間的對應關系計算獲得絕緣間隙在不同安全裕度下的安全距離之后還包括：

根據危險率計算公式對安全距離進行危險率校驗，并判定危險率校驗的結果是否大于10^-5，若是，則安全距離不滿足要求，否則，安全距離滿足要求，危險率計算公式具體為：