摘要：特高压直流输电系统受端采用分层接入方式是我国未来电网亟待研究的课题,该方式下换流站阀厅内部金具表面电场计算及结构优化对换流站的整体设计具有重要的指导意义。为此建立±800k V特高压直流输电系统分层接入方式下的仿真模型,得出受端低端阀厅典型金具的电位分布;校核计算传统±800k V阀厅金具在分层接入电压激励下的表面电场分布,并以此为基础,提出一种适用于分层接入方式的±800k V阀厅金具设计方案,即电场分布较严酷的D侧B相避雷器均压环内侧倒角半径根据其最大场强值随倒角半径变化曲线增大至合适的数值,400k V出线均压环管径增大至90mm,其他部分保持不变。计算结果可为采用分层接入方式的特高压直流工程设计和建设提供数据支撑。

摘要：针对我国特有的±660kV的电压等级下的阀厅全模型的金具电场计算,采用静电场瞬时加载法,首先根据±660kV换流站阀厅换流变压器设备参数,通过MATLAB仿真得到阀厅内部主要设备在额定功率以及轻载功率下的电位波形,选取比较典型的16组数据进行数值求解,从而得到相应情况下阀厅内部场强最大值以及场强变化曲线。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合直流阀厅内部电场控制要求。该数据为阀厅的设计规划提供了可靠支撑,具有重要指导意义。

摘要：特高压直流换流站阀厅金具表面场强的精确计算对于阀厅和金具的设计具有重要的指导意义,但由于阀厅内部设备众多、结构复杂,金具几何建模和表面电场数值求解存在较大困难。为准确计算阀厅金具表面场强,首先采用Pro/E建立了±800 kV阀厅金具的全尺寸模型,并通过ANSYS进行离散剖分;然后通过PSCAD仿真金具关键部位的瞬时电压分布,作为场计算的边界条件;最后采用伽辽金边界元法对阀厅金具表面电场进行数值分析,该方法大大降低了剖分难度和计算代价。计算结果表明,在该设计方案下,阀厅金具表面场强最大位置出现在低压端B相连接管母处,最大值为14.7 kV/cm,低于起晕场强限值。仿真结果为阀厅及金具设计提供了参考依据。

摘要：为分析特高压换流站阀厅金具表面电场分布情况,采用静电场有限元数值方法进行了求解。首先以某±800kV特高压高端阀厅为研究基础,建立3D实体模型。然后根据阀厅设备的电气参数,通过PSCAD仿真得到阀厅设备在额定功率和轻载运行时的电位波形。最后采用静电场瞬时加载法,选取典型的数值进行加载求解,得到各种运行工况下阀厅内部金具设备场强分布云图和最大值分布规律,并对场强最大的金具进行优化设计。计算结果表明,在当前设计方案及配置条件下,阀厅内部高压侧设备连接及屏蔽金具表面场强较低,完全满足特高压直流阀厅内部电场控制要求;低压侧部分设备的屏蔽金具表面场强较高,接近甚至超过起晕场强,需要重点关注,并建议将D侧支柱绝缘子均压环管径增大至100mm。研究结果为特高压阀厅金具的设计规划提供了可靠支撑,具有重要的借鉴价值。

摘要：为了研究特高压直流换流站阀厅的屏蔽效能和设计要求,提出了频率在150 kHz～80 MHz范围内、电场强度≤1 V/m射频干扰强度(120 dB,基准1μV/m对应0 dB)作为邻近换流阀厅外侧的控制指标。结合换流站现场实测数据进行相应的分析及计算,提出阀厅屏蔽设计要求:(1)屏蔽效能目标值取≥20 dB;(2)阀厅屏蔽一般采用直径6 mm、网孔面积200 mm×200 mm的钢筋网;(3)如果墙壁直接采用双层0.6 mm厚镀铝锌压型钢板,每隔30 cm用铆钉连接,两板重合部分宽度>5 cm,则单层板在≤10 MHz范围内的屏蔽效能>40 dB,也可满足要求。

摘要：±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计是特高压直流工程实施中的关键技术之一。由于换流站阀厅内部有空调系统调节,大气密度、温度、湿度等都不同于标准气象条件。为此,采用g参数法对非标准气象条件下空气间隙的放电特性进行修正。该方法基于大气密度修正系数k1和湿度修正系数k2,系数k1和k2由阀厅气象条件和因子m、w共同确定,而因子m和w则取决于参数g。由于参数g在获得时需要通过待求的空气间隙距离d,因此该方法在应用过程中需要多次迭代计算。研究结果表明,采用最新的g参数曲线得到的空气净距略小于按照以往曲线所得结果,且由于误差限制该方法适用于海拔≤2000 m的修正。将该方法应用在浙西±800 kV特高压直流换流站的阀厅空气净距设计中,得到了阀厅内主要位置的最小空气净距,其中直流侧高压母线对地推荐最小空气净距≥8.7 m。

摘要：对于阀厅全模型数值模拟,电位加载方式不同时,阀厅内部金具上的电场分布是不同的,因此有必要对典型相序时的电位、电场分布进行仿真分析;而目前,国内关于阀厅全场域数值求解的参考文献较少。为此,讨论了交流、直流加载方式下的区别以及静电场瞬时加载法在阀厅数值模拟中的应用。根据辽宁某±500 kV换流站阀厅换流变压器设备参数,通过MATLAB仿真得到阀厅内部主要设备在额定功率以及轻载0.1倍额定功率下的电位波形,选取其中比较典型的8组数据进行加载求解,并得到了相应时序下阀厅内部金具表面电场强度的最大值。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合直流阀厅内部电场控制要求。该数据为阀厅的设计规划提供了可靠支撑,具有重要指导意义。

摘要：阀厅内部电场强度控制是超/特高压直流输电线路建设中相对重要的环节,阀厅内部设备结构复杂,交直流混合,增大了设备表面场强的计算难度。为达到阀厅内部场强全模型求解精度,对建模过程、计算机求解能力均提出更高的要求,且数值模拟不易简化模型,必须全模型建模。利用CAD三维建模软件实现阀厅内部的精细建模,并利用16核高性能工作站平台实现阀厅内部场域的电位和电场强度计算,为提高求解精度,提出逐步子模型求解法,建模时对关注区域进行分块建模,组合后便于对局部关注区域进行子模型细化求解。计算结果表明,在当前设计方案及电位加载方式下,阀厅内部金具表面最大场强符合特高压直流阀厅内部电场强度控制要求,并验证了子模型计算的正确性和可性能。

摘要：换流站阀厅内部结构复杂,各部位的电位呈现非正弦周期性变化,通过瞬态场进行电场求解计算量过大,难以实现金具表面电场计算。为此,通过对阀厅主设备电位波形的分析,结合厅内电磁场的特点,提出了基于静电场的瞬时电位加载法。通过简单2维模型验证了该方法的正确性。以某±800 kV特高压阀厅为例,建立了3维有限元模型,实现了阀厅内部金具表面电场的准确求解。计算结果表明:所选阀厅内部最大电场强度为1.267MV/m,出现在D侧C相换流变压器套管均压球上,参考对应的试验值和裕度值,该值仍小于对应的起晕电场强度控制值1.589 MV/m,说明裕度充分,符合安全运行的要求。该方法解决了阀厅模型瞬态场计算量大,难以实现金具表面电场计算的问题,对于阀厅的内部电场的计算以及金具的设计具有重要的指导意义。

摘要：对阀厅内部进行金具优化设计,可以有效地改善其表面的电场分布。但将待优化金具置于整体模型中加载计算和单独计算分析的方法,分别会造成增加工作量和产生较大误差等问题。对此,文中提出了基于子模型法的金具表面电场分析及优化设计方法,即从整体模型中精确提取待优化金具的边界条件,并以此为依据在金具周围局部区域的子模型中进行分析及优化设计。为验证所提方法的有效性,分别从理论分析和算例验证两方面进行阐述,之后将其应用于±1 100 k V阀厅内部金具的优化设计中。结果表明,该方法有效避免了对整体模型的反复计算,既保证了计算精度,又提高了计算效率。