[發明專利]一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法及裝置

在審

• 申請號: 202010196486.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111523261A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 余占清;甘之正;曾嶸;莊池杰;聶子攀;張波;韓雪姣
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F111/10;G06F113/04
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張陸軍;張迎新

本發明公開了一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法及實現該方法的裝置，所述方法包括以下步驟：獲取平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓預先設定值及參數變化閾值；對平波電抗器的空氣間隙結構進行設計；獲取所述設計的平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓，并將其與所述擊穿電壓預先設定值進行比較，若在預設范圍內，對所述設計的平波電抗器的空氣間隙進行驗證，若不在預設范圍內，重新獲取平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓預先設定值及參數變化閾值。本發明有效地壓縮了平波電抗器空氣間隙距離，減小設備體積，進而減小工程投資。

技術領域

本發明屬于直流輸電領域，特別涉及一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法及裝置。

背景技術

近年來，隨著國民經濟的快速發展，我國的電網在滿足經濟發展要求的過程中，也得到了極大的發展，電網的容量不斷擴大，電壓等級不斷提高。而我國在“西電東送”和“北煤南運”的基本格局下，電力供應和煤炭運輸日趨緊張，電網輸電壓力越來越大，采用更高電壓等級的直流輸電方式，可實現長距離、大規模的西電東送，對建設資源節約型和環境友好型電網，加快能源資源優化配置具有重要意義。

特高壓直流輸電指±800kV及以上電壓等級的直流輸電及相關技術。特高壓直流輸電的主要特點是輸送容量大、輸電距離遠，電壓高，可用于電力系統非同步聯網。

平波電抗器是指一種用于整流后直流回路中的電子裝置。整流電路的脈波數總是有限的，在輸出的整直電壓中總是有紋波的。這種紋波往往是有害的，需要由平波電抗器加以抑制。直流輸電的換流站都裝有平波電抗器，使輸出的直流接近于理想直流。直流供電的晶閘管電氣傳動中，平波電抗器也是不可少的。平波電抗器與直流濾波器一起構成高壓直流換流站直流側的直流諧波濾波回路。平波電抗器一般串接在每個極換流器的直流輸出端與直流線路之間，是高壓直流換流站的重要設備之一。

在超、特高壓直流工程建設中，平波電抗器無論從投資、設計施工難度方面均占據特別重要的地位，平波電抗器的設計更是直接關系到直流工程的安全穩定運行和工程投資。超、特高壓技術的應用，給平波電抗器的設計帶來新的問題。隨著電壓等級的升高，與平波電抗器空氣間隙距離相關的費用占設備總投資比重越來越大，如何有效地壓縮平波電抗器空氣間隙距離以減小工程投資是平波電抗器設計時重點考慮的問題。

發明內容

針對上述問題，本發明提供一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法及裝置。

一種直流輸電系統平波電抗器空氣間隙確定方法，包括以下步驟：

A:獲取所述平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓預先設定值及參數變化閾值；

B:對所述平波電抗器的空氣間隙結構進行設計；

C:獲取所述設計的平波電抗器空氣間隙的擊穿電壓，并將所述擊穿電壓與所述擊穿電壓預先設定值進行比較，

若所述比較結果在預設范圍內，對所述設計的平波電抗器的空氣間隙進行驗證，

若所述比較結果不在預設范圍內，重復步驟A。

優選的，所述步驟A包括：

S1：建立目標直流輸電系統的電磁穩態模型，對穩態條件下平波電抗器的電極電壓進行計算、分析和仿真；

S2：根據穩態條件下平波電抗器的電極電壓，確定平波電抗器空氣間隙擊穿電壓的預先設定值及參數變化閾值。

優選的，所述步驟B包括：

S3：根據不同結構和尺寸的電極下空氣間隙放電的試驗參數，以及直流預電壓存在下的沖擊試驗結果，對平波電抗器空氣間隙結構進行設計。

優選的，所述步驟C包括：