依托准东外送特高压直流工程的送端系统,针对换流母线分段断开与分段串联电抗器等抑制短路电流的措施开展研究。首先从系统阻抗角度分析了分段措施减小短路电流的原理;然后基于系统稳态潮流校核了分段前后换流母线短路电流的降低水平,分析了分段位置、串联电抗器阻抗值对抑制效果的影响;最后考虑直流系统运行特性,基于电网等值与交直流电磁暂态仿真建模,全面分析了分段措施对直流主回路设计、无功分组容量以及交流暂态过电压(ACTOV)的影响。研究结果表明分段措施对于限制短路电流效果显著(分段断开措施下三相短路电流降至26 k A),但同时也会引起无功分组投切电压波动的增大(小组波动>1%)以及交流母线避雷器应力的提升(分段串抗措施下避雷器能量升至6.16 MJ),故需要结合工程实际情况以确定是否采用。
高端换流变阀侧电压的持续运行最大峰值(peak value of the continuous operating voltage,PCOV)是特高压直流换流站直流避雷器参数设计和绝缘配合方案评估的一个重要数据。利用RTDS的非实时运算功能,本着尊重实际工程事实的原则及突出关键点、保留关联点和等效次要点的基本方式,通过采用自定义阀元件模型、低端换流器等效为可调直流源、控制系统依运行特性最简化等建模技术,建立了一种能够模拟换相过冲暂态过程、计算高端换流变阀侧电压PCOV的数字仿真高频模型,并且以向家坝—上海&800 k V直流输电工程为实例,从不同运行工况和不同设备参数的角度对模型准确性和可用性进行了分析和验证。
