[ 摘要] ±800 kV 直流輸電工程的電壓等級(jí)高、輸送容量大, 出現(xiàn)故障時(shí)對(duì)交流系統(tǒng)的影響較大, 在電力系統(tǒng)中的地位非常重要, 對(duì)可靠性要求很高。因此, 分析影響直流系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和關(guān)鍵設(shè)備, 研究提高直流輸電系統(tǒng)可靠性及可用率的措施, 在即將建設(shè)的±800 kV 直流輸電工程中加以應(yīng)用就顯得十分必要。在總結(jié)以往直流工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合±800 kV 特高壓直流輸電工程實(shí)際情況, 提出提高特高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性及可用率的措施。

0 引言

高壓直流輸電具有傳輸功率大, 線路造價(jià)低,控制性能好等優(yōu)點(diǎn), 是目前世界上發(fā)達(dá)國(guó)家作為高電壓、大容量、長(zhǎng)距離送電和異步聯(lián)網(wǎng)的重要手段。在我國(guó)也因“西電東送, 南北互供, 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)”而成為電力建設(shè)的熱點(diǎn)。直流輸電工程是一個(gè)復(fù)雜的工程系統(tǒng), 且多數(shù)情況下承擔(dān)大容量、遠(yuǎn)距離輸電和聯(lián)網(wǎng)任務(wù), 尤其對(duì)于±800 kV 直流輸電工程而言, 其電壓等級(jí)高、輸送容量大, 在電力系統(tǒng)中的地位十分重要, 因此對(duì)直流輸電工程的可靠性要求很高。直流系統(tǒng)可靠性直接反映直流系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、工程建設(shè)以及運(yùn)行等各個(gè)環(huán)節(jié)的水平。通過(guò)直流系統(tǒng)可靠性分析, 可以提出改善工程可靠性的具體措施, 對(duì)新建工程提出合理的指標(biāo)要求。本文在總結(jié)以往直流工程經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上, 結(jié)合±800 kV特高壓直流輸電工程實(shí)際情況, 從工程實(shí)際角度出發(fā), 提出了提高特高壓直流輸電系統(tǒng)可靠性及可用率的具體措施。

1 直流系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)介紹

可靠性是一個(gè)系統(tǒng)無(wú)故障連續(xù)運(yùn)行能力的一種考量。直流輸電工程的可靠性是指在規(guī)定的系統(tǒng)條件和環(huán)境條件下, 在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)傳輸一定能量的能力。直流輸電系統(tǒng)的可靠性指標(biāo)總計(jì)超過(guò)10項(xiàng), 這里只介紹停運(yùn)次數(shù)、降額等效停運(yùn)小時(shí)、能量可用率、能量利用率等4 項(xiàng)主要可靠性指標(biāo)[1]。

停運(yùn)次數(shù): 包括由于系統(tǒng)或設(shè)備故障引起的強(qiáng)迫停運(yùn)次數(shù)。對(duì)于常用的雙極直流輸電系統(tǒng), 可分為單極停運(yùn), 以及由于同一原因引起的2 個(gè)極同時(shí)停運(yùn)的雙極停運(yùn)。對(duì)于每個(gè)極有多個(gè)獨(dú)立換流器的直流輸電系統(tǒng), 停運(yùn)次數(shù)還可以統(tǒng)計(jì)到換流器停運(yùn)。不同的停運(yùn)代表對(duì)系統(tǒng)不同水平的擾動(dòng)。降額等效停運(yùn)小時(shí): 直流輸電系統(tǒng)由于全部或者部分停運(yùn)或某些功能受損, 使得輸送能力低于額定功率稱為降額運(yùn)行。

降額等效停運(yùn)小時(shí)是: 將降額運(yùn)行持續(xù)時(shí)間乘以一個(gè)系數(shù), 該系數(shù)為降額運(yùn)行輸送損失的容量與系統(tǒng)最大連續(xù)可輸送電容量之比。

能量可用率: 衡量由于換流站設(shè)備和輸電線路(含電纜)強(qiáng)迫和計(jì)劃停運(yùn)造成能量傳輸量限制的程度, 數(shù)學(xué)上定義為統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)各種狀態(tài)下可傳輸容量乘以對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的總和與最大允許連續(xù)傳輸容量乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間的百分比。

能量利用率: 指統(tǒng)計(jì)時(shí)間內(nèi)直流輸電系統(tǒng)所輸送的能量與額定輸送容量乘以統(tǒng)計(jì)時(shí)間之比。

以上可靠性指標(biāo)是衡量直流輸電系統(tǒng)可靠性的主要技術(shù)指標(biāo)。

2 影響直流輸電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的主要因素

直流輸電系統(tǒng)整體的可靠性是和組成整個(gè)系統(tǒng)的各個(gè)元件、系統(tǒng)的接線方式、控制保護(hù)、運(yùn)行方式息息相關(guān)的。在對(duì)以往的直流輸電工程可靠性分析的基礎(chǔ)上可以看到影響直流輸電系統(tǒng)可靠性的因素主要有以下幾個(gè)。

2.1 控制保護(hù)系統(tǒng)

高壓直流輸電與交流輸電相比較的一個(gè)顯著特點(diǎn)是可以通過(guò)對(duì)兩端換流站的快速調(diào)節(jié), 控制直流線路輸送功率的大小和方向, 以滿足整個(gè)交直流聯(lián)合系統(tǒng)的運(yùn)行要求, 也就是說(shuō)直流輸電系統(tǒng)的性能,極大地依賴于它的控制系統(tǒng)。提高控制系統(tǒng)的可靠性是提高直流輸電系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。提高直流輸電控制系統(tǒng)可靠性的首要任務(wù)就是加強(qiáng)自檢覆蓋率和準(zhǔn)確率、采用多重化和分布式設(shè)計(jì); 克服目前換流技術(shù)易換相失敗的弊病, 避免多回直流落點(diǎn)相對(duì)集中時(shí)威脅極大的換相失敗; 發(fā)展遠(yuǎn)方控制或無(wú)人值守的控制保護(hù)和通信技術(shù), 提高效率、增強(qiáng)統(tǒng)一調(diào)度和各直流工程間的協(xié)調(diào)配合, 進(jìn)一步加強(qiáng)系統(tǒng)穩(wěn)定性[2]。

2.2 換流站主接線

現(xiàn)代高壓直流工程中均采用12 脈動(dòng)換流器作為基本換流單元, 以減少換流站所設(shè)置的特征諧波濾波器。每個(gè)12 脈動(dòng)換流單元通常由2 個(gè)交流側(cè)電壓相位差30°的6 脈動(dòng)換流單元在直流側(cè)串聯(lián)而在交流側(cè)并聯(lián)所組成的, 換流變閥側(cè)繞組, 一個(gè)是Y接線, 一個(gè)是△接線。換流閥通常有以下幾種接線型式( 圖1) : 型式1, 每極1 個(gè)12 脈動(dòng)閥組; 型式2, 每極由多個(gè)12 脈動(dòng)閥組串聯(lián); 型式3, 每極由多個(gè)12脈動(dòng)閥組并聯(lián); 型式4, 每極由多個(gè)12 脈動(dòng)閥組串聯(lián)和并聯(lián)的組合。

從系統(tǒng)可靠性及系統(tǒng)可用率看, 型式1 兩端換流站整個(gè)雙極系統(tǒng)兩極兩端的4 個(gè)換流單元, 任何一個(gè)因故障停運(yùn), 將使系統(tǒng)損失一半輸送能力; 型式2 每個(gè)換流單元可以單獨(dú)控制, 實(shí)現(xiàn)不平衡運(yùn)行, 任一個(gè)換流單元因故障退出運(yùn)行, 僅失去25%的可用率。如果可控硅元件的制造水平可以滿足每個(gè)極1個(gè)換流單元的要求, 那么, 分成2 個(gè)換流單元后, 不會(huì)大量增加元件數(shù)量, 在不考慮配套的換流變壓器和開(kāi)關(guān)的故障率的情況下, 極換流器故障次數(shù)增加很少。而且, 可以減少檢修次數(shù)和時(shí)間。因此, 即使考慮增加設(shè)備的故障率, 系統(tǒng)的可用率還是相對(duì)增加,可靠性增強(qiáng)。

2.3 換流變主接線

換流變壓器的接線方式主要是根據(jù)換流器的接線方式, 結(jié)合換流變的制造、安裝和運(yùn)輸能力確定每個(gè)換流單元所對(duì)應(yīng)的換流變壓器類型及接線。每個(gè)換流單元連接的換流變壓器的類型有以下幾種[3]:

( 1) 1 臺(tái)三相三繞組變壓器, 接線型式為Y/Y/Δ。

( 2) 2 臺(tái)三相雙繞組變壓器, 一臺(tái)為Y/Y 型接線, 另一臺(tái)為Y/Δ接線。

( 3) 3 臺(tái)單相三繞組變壓器, 接線型式為Y/Y/Δ。

( 4) 6 臺(tái)單相雙繞組變壓器, 其中3 臺(tái)接線型式為Y/Y, 另外3 臺(tái)接線型式為Y/Δ。

從可靠性及可用率角度看, 假定不同類型的換流變壓器的故障率和平均修理時(shí)間是相同的, 則由于采用三相三繞組變壓器臺(tái)數(shù)最少, 因此對(duì)于一個(gè)換流單元, 它的能量可用率和可靠性最高。換流變壓器的4 種類型接線中, 類型( 1) 可靠性最高, 類型( 2)及( 3) 次之, 類型( 4) 較低。因此, 在換流變的制造、安裝和運(yùn)輸能力具備的條件下, 應(yīng)優(yōu)先采用類型( 1)以提高系統(tǒng)的可靠性及可用率。對(duì)于±800 kV 特高壓直流輸電工程, 換流變電壓等級(jí)高、容量大, 考慮到換流變的制造、安裝和運(yùn)輸能力, 采用以上類型( 1) 、( 2) 或( 3) 均具有相當(dāng)大的難度, 采用類型( 4) 是最為現(xiàn)實(shí)的, 因此, 為提高±800 kV 特高壓直流輸電工程的可靠性和可用率, 要求這種變壓器有較低的故障率和較少的修理時(shí)間。

2.4 500 kV 交流濾波器分組及接線

根據(jù)目前直流工程的研究成果, 交流濾波器組可能的接線方案有: ( 1) 交流濾波器分成四大組接入3/2 斷路器接線串中; ( 2) 交流濾波器小組直接接母線; ( 3) 交流濾波器分成兩大組, T 接每極換流變壓器; ( 4) 交流濾波器小組直接接入3/2 斷路器接線串中。從可靠性角度看, 方案( 4) 可靠性最高; 方案( 1)可靠性較方案( 4) 稍低, 該方案濾波器投切靈活, 且便于兩極間的相互備用, 適應(yīng)性好; 方案( 2) 接線會(huì)降低主母線的可靠性; 方案( 3) 為交流濾波器按極配置, 在國(guó)外一些工程中有運(yùn)用, 其主要缺點(diǎn)是不便于交流濾波器兩極間的相互備用, 而且增加了換流變壓器進(jìn)線故障的幾率。從可靠性角度看, 首推方案( 4) , 但其投資太大, 目前很少采用。國(guó)內(nèi)大多數(shù)直流輸電工程采用可靠性高且投切靈活的方案( 1) 。

2.5 主要設(shè)備對(duì)直流輸電系統(tǒng)可靠性的影響

2.5.1 換流器

換流器的故障分為如下3 類:

閥的觸發(fā)失敗和誤導(dǎo)通, 是由控制和觸發(fā)設(shè)備的各種故障造成的。這些故障發(fā)生在逆變側(cè)的概率更高, 并將導(dǎo)致更為嚴(yán)重的后果。

換相失敗, 是由于外部交流或直流電路條件的變化, 加之逆變器熄弧角預(yù)置控制不當(dāng)造成的。交流電壓偏低, 直流電流偏大, 都可能使得換相不能在足夠的時(shí)間內(nèi)完成。

換流站內(nèi)部短路, 此故障非常少見(jiàn), 起因可能是接地開(kāi)關(guān)誤操作, 或絕緣老化和避雷器失效。

2.5.2 交流系統(tǒng)

(1) 三相短路故障

若故障發(fā)生在整流側(cè), 則不需要采取特殊的控制措施, 而離逆變器足夠近的故障將造成換相失敗。

(2) 不對(duì)稱故障

故障時(shí), 通過(guò)一系列操作進(jìn)行故障隔離后, 系統(tǒng)可以降低功率繼續(xù)運(yùn)行。

(3) 交流濾波器

據(jù)統(tǒng)計(jì), 濾波回路中電容器的故障率與時(shí)間有關(guān), 用于可用度計(jì)算的故障率為一年0.2%, 但期望值為0.05%, 保證值為0.1%。濾波器分組的停運(yùn)不會(huì)導(dǎo)致強(qiáng)迫極停運(yùn), 或電能傳輸中斷。因此濾波器對(duì)可靠度影響極小。

2.5.3 直流線路

直流線路故障比內(nèi)部短路更為頻繁, 現(xiàn)今幾條重要高壓直流輸電系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明, 直流架空線接地故障是強(qiáng)迫停運(yùn)的主要原因[4~6]。直流架空線故障的原因有雷擊、滑坡、植物、風(fēng)等。直流濾波器故障不會(huì)造成強(qiáng)迫極停運(yùn)。

2.5.4 控制和保護(hù)系統(tǒng)

由于不會(huì)觸發(fā)跳閘信號(hào), 控制設(shè)備故障對(duì)傳輸系統(tǒng)沒(méi)有直接影響, 因而不加考慮。但為了防止備用耗盡, 控制和保護(hù)系統(tǒng)必須是“熱維修”,“維修”包括故障電路板或插件的替換, 且沒(méi)有額外的延時(shí)。

2.5.5 開(kāi)關(guān)設(shè)備

計(jì)算開(kāi)關(guān)設(shè)備的可用度時(shí), 較為困難的是如何計(jì)算隔離開(kāi)關(guān)的故障率。一方面, 絕大多數(shù)故障出現(xiàn)于配件箱和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng), 然而這些故障并不會(huì)在正常運(yùn)行時(shí)引發(fā)極停運(yùn), 因?yàn)榇藭r(shí)不需要隔離開(kāi)關(guān)動(dòng)作。另一方面, 當(dāng)出現(xiàn)開(kāi)關(guān)命令而隔離開(kāi)關(guān)無(wú)法遙控時(shí),仍有可能用手動(dòng)方式執(zhí)行開(kāi)關(guān)命令, 因而要區(qū)別隔離開(kāi)關(guān)的靜態(tài)故障率和動(dòng)態(tài)故障率。動(dòng)態(tài)故障率是隔離開(kāi)關(guān)作為一個(gè)部件時(shí)的故障率; 而低得多的靜態(tài)故障率只計(jì)及引起極停運(yùn)的故障, 如引發(fā)接地故障的瓷套或焊點(diǎn)破裂。計(jì)算極停運(yùn)時(shí), 要考慮開(kāi)關(guān)設(shè)備的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)故障率。

3 高壓直流輸電系統(tǒng)的可靠性評(píng)估

特高壓換流站可靠性評(píng)估中, 主要考慮以下因素: ( 1) 考慮到設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況, 模型僅包含雙極正常運(yùn)行、單極金屬回路、單極大地回路運(yùn)行方式。( 2) 對(duì)有旁路開(kāi)關(guān)回路接線, 任意一個(gè)12 脈動(dòng)換流單元發(fā)生故障都可以獨(dú)立退出而不影響其他設(shè)備的正常運(yùn)行, 且不考慮設(shè)備過(guò)載運(yùn)行允許增供的容量。但是當(dāng)6 脈動(dòng)橋故障退出運(yùn)行時(shí), 與之組成12 脈動(dòng)換流單元的剩余橋必須同時(shí)退出。( 3) 忽略三重及三重以上故障事件。( 4) 考慮設(shè)備維護(hù)時(shí)發(fā)生故障情況。( 5) 考慮設(shè)備安裝過(guò)程。( 6) 由于正常運(yùn)行中, 刀閘S, Sp 均不動(dòng)作, 故不考慮其故障影響。直流側(cè)的濾波器、平波電抗器等設(shè)備可等效為一個(gè)極設(shè)備元件。

EDSA 是一面向電力工程應(yīng)用的專業(yè)軟件。它主要由2 部分構(gòu)成: 一是系統(tǒng)仿真圖形繪制, 二是專業(yè)計(jì)算仿真分析。從功能上看, EDSA 可以完成各種形式的短路計(jì)算、潮流計(jì)算、暫態(tài)分析、諧波分析和可靠性分析等諸多方面, 并提供了豐富的幫助文件。其中, 可靠性可以對(duì)配電系統(tǒng)、變電站進(jìn)行評(píng)估, 采用狀態(tài)空間模型對(duì)設(shè)定的可靠性模型進(jìn)行分析計(jì)算。通過(guò)EDSA 可靠性計(jì)算, 可以直接得到某一負(fù)荷點(diǎn)的年故障次數(shù)、停運(yùn)持續(xù)時(shí)間、可靠度、年停電損失等。在此基礎(chǔ)上可進(jìn)一步計(jì)算得到其他可靠性指標(biāo)。

3.1 可靠性數(shù)據(jù)和主要的計(jì)算結(jié)果

通過(guò)EDSA 對(duì)換流站主接線的可靠性進(jìn)行了計(jì)算。通過(guò)綜合分析國(guó)內(nèi)運(yùn)行數(shù)據(jù)及國(guó)外設(shè)備可靠性數(shù)據(jù), 本計(jì)算采用表1 中數(shù)據(jù)作為計(jì)算依據(jù)。

采用EDSA 可靠性軟件包對(duì)雙極12 脈動(dòng)換流單元串聯(lián)情況進(jìn)行了計(jì)算, 結(jié)果如表2、3。

3.2 參數(shù)靈敏度分析

(1) 換流變故障率靈敏度( 表4) 。

(2) 換流變修復(fù)時(shí)間靈敏度( 表5) 。

(3) 橋閥故障率靈敏度( 表6) 。

(4) 橋閥修復(fù)時(shí)間靈敏度( 表7) 。

3.3 運(yùn)行中的直流輸電系統(tǒng)可靠性分析

2004 年江城直流、貴廣直流輸電系統(tǒng)相繼投入運(yùn)行, 目前我國(guó)在運(yùn)的高壓直流輸電系統(tǒng)已達(dá)到5條, 總輸送容量13 000MW, 2004 年全年輸送電量460.99 億kW·h, 直流輸電已經(jīng)成為網(wǎng)間電力交換的主要方式[7]。2004 年葛南直流輸電系統(tǒng)長(zhǎng)期在額定功率下運(yùn)行, 送電功率及送電電量均達(dá)到了歷史最高水平。下面以在運(yùn)的葛南直流輸電工程為例, 具體分析其可靠性指標(biāo)并總結(jié)影響可靠性指標(biāo)的因素。2004 年度葛南直流系統(tǒng)送電功率和輸送電量達(dá)到了歷史最好水平, 共輸送電量63.45 億kW·h, 能量利用率達(dá)到60.19%, 對(duì)緩解華東地區(qū)的缺電局面起到了重要作用。2004 年葛南系統(tǒng)的各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)都達(dá)到了一個(gè)較高的水平, 特別是雙極非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)得到了明顯降低, 全年僅為1 次( 2003 年為3次) 。對(duì)系統(tǒng)的影響主要是由于計(jì)劃停運(yùn)造成, 系統(tǒng)總的能量不可用率為17.448%, 而計(jì)劃能量不可用率就達(dá)到16.983%。見(jiàn)表8。

說(shuō)明影響葛南直流輸電可靠性的原因主要有以下幾類, 見(jiàn)表9 所示。

從上面的數(shù)據(jù)綜合比較可以看出對(duì)系統(tǒng)能量可用率影響較大的是換流站中的非設(shè)備因素, 在表9中歸結(jié)為“其他”, 其中年度大修成為影響指標(biāo)的主要因素, 影響全年能量可用率達(dá)到16.665 個(gè)百分點(diǎn)?？刂萍氨Ｗo(hù)和直流線路是影響系統(tǒng)指標(biāo)的第2位原因, 另外直流線路的影響也應(yīng)引起各運(yùn)行單位的重視。

4 提高直流輸電工程可靠性措施

所有提高常規(guī)直流輸電可靠性的措施對(duì)于提高特高壓直流輸電的可靠性依然有效, 并且要進(jìn)一步予以加強(qiáng)。主要包括: 降低元部件故障率; 采取合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 如模塊化、開(kāi)放式等; 廣泛采用冗余的概念, 如控制保護(hù)系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)的并行冗余和晶閘管的串行冗余等; 加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視和設(shè)備自檢功能等。

通過(guò)對(duì)直流輸電系統(tǒng)可靠性指標(biāo)的分析和對(duì)實(shí)際運(yùn)行的直流輸電系統(tǒng)可靠性分析, 可以看出, 為了提高系統(tǒng)的可用率, 必須從降低元部件故障率和縮短故障停運(yùn)時(shí)間2 方面著手。具體介紹如下:

4.1 降低元部件故障率

元部件的故障率對(duì)系統(tǒng)的可靠性及可用率影響很大, 尤其是換流站中的很多重要設(shè)備如換流閥、換流變壓器、平波電抗器、直流場(chǎng)設(shè)備以及交流濾波器等。如在葛南直流輸電工程的停運(yùn)事故中, 大部分與設(shè)備本身的設(shè)計(jì)與制造缺陷有關(guān), 如平波電抗器、交直流濾波器電容器等的損壞就是如此。因此, 應(yīng)要求制造廠嚴(yán)把質(zhì)量關(guān), 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 努力降低元部件故障率。針對(duì)以往直流工程交流濾波電容器及直流濾波電容器故障率高的情況, 在特高壓直流輸電工程中應(yīng)總結(jié)分析以往直流工程經(jīng)驗(yàn), 降低交流濾波電容器及直流濾波電容器故障率。另外, 特高壓直流換流站換流變壓器臺(tái)數(shù)多, 出現(xiàn)故障時(shí)搬運(yùn)備用換流變時(shí)間會(huì)較長(zhǎng), 因此, 應(yīng)努力降低換流變壓器的故障率, 減少使用備用換流變壓器的情況。

4.2 冗余與多重化

控制保護(hù)系統(tǒng)采用冗余與多重化全都采用多重化設(shè)計(jì), 當(dāng)工作中的通道發(fā)生故障時(shí), 處于熱備用狀態(tài)的通道自動(dòng)切換到工作狀態(tài), 不影響功率的正常輸送, 從而提高系統(tǒng)的可靠性和可用率[8]。另外, 和常規(guī)換流站一樣, 特高壓直流換流站中可控硅數(shù)量也應(yīng)考慮一定比例的冗余。

4.3 避免控制保護(hù)系統(tǒng)死機(jī)現(xiàn)象

以往曾有直流輸電工程出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象, 降低了控制保護(hù)系統(tǒng)的可靠性。對(duì)于特高壓直流輸電系統(tǒng),控制保護(hù)系統(tǒng)更加復(fù)雜, 應(yīng)總結(jié)以往直流輸電工程經(jīng)驗(yàn), 提高控制保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性, 避免發(fā)生死機(jī)現(xiàn)象。

4.4 選擇合適的電氣接線

在直流換流站中, 電氣接線包括閥組接線、換流變壓器接線、直流場(chǎng)接線、交流濾波器組接線、交流場(chǎng)接線等。如前所述, 各部分不同的接線型式可靠性不同, 要對(duì)設(shè)備制造、運(yùn)輸、投資以及可靠性進(jìn)行綜合比較, 選擇合適的電氣接線。

4.5 提高直流場(chǎng)設(shè)備的耐污穢能力

國(guó)內(nèi)已建設(shè)的直流輸電工程大多定期對(duì)直流場(chǎng)設(shè)備采取涂刷RTV 的措施以提高設(shè)備的耐污穢能力。±800 kV 特高壓直流輸電工程若采用戶外直流場(chǎng), 直流場(chǎng)高壓設(shè)備爬距將很大, 設(shè)備高度將很高,這給涂刷工作帶來(lái)了困難, 涂刷時(shí)間將更長(zhǎng)。而涂刷時(shí)需停電進(jìn)行, 這就降低了直流系統(tǒng)的可用率, 而且, 特高壓直流輸電工程輸送容量大, 在電力系統(tǒng)中位置非常重要, 對(duì)可靠性要求高, 為提高直流場(chǎng)設(shè)備的耐污穢能力, 可考慮采用戶內(nèi)直流場(chǎng)。

4.6 提高站用電可靠性

站用電對(duì)直流輸電工程可靠性起著關(guān)鍵的作用, 換流站一旦失去站用電, 將造成直流雙極閉鎖。提高站用電可靠性包括2 個(gè)方面, 分別是站用電源的可靠性和站用電接線的可靠性。提高站用電源可靠性可采用在站內(nèi)交流場(chǎng)引接站用降壓變壓器方案或采用分裂變壓器方案。提高站用電接線的可靠性可采用分段接線, 低壓供電系統(tǒng)采用分區(qū)供電方案。對(duì)于±800 kV 特高壓直流換流站, 國(guó)際上尚無(wú)先例,閥廳數(shù)量及換流變數(shù)量是常規(guī)±500 kV 直流換流站的2 倍, 研究站用電的接入方案和站內(nèi)的站用電接線方式、設(shè)備配置就顯得十分重要。

4.7 優(yōu)化設(shè)計(jì)換流變的搬運(yùn)及軌道布置

±800 kV 級(jí)換流變運(yùn)輸尺寸大, 需要的搬運(yùn)空間大, 搬運(yùn)時(shí)間較長(zhǎng), 應(yīng)合理設(shè)計(jì)換流變的搬運(yùn)及軌道布置, 使得搬運(yùn)換流變方便、快捷, 縮短搬運(yùn)時(shí)間,從而提高系統(tǒng)可靠性及可用率。

4.8 優(yōu)化設(shè)計(jì)備用換流變布置位置及轉(zhuǎn)向方案

備用換流變的位置及轉(zhuǎn)向方案對(duì)檢修時(shí)減少停電時(shí)間、減少停電損失至關(guān)重要, 當(dāng)工作換流變壓器需要檢修時(shí), 如何快捷、迅速地將備用換流變運(yùn)至工作換流變壓器的位置, 需要重點(diǎn)研究。

4.9 合理選擇設(shè)計(jì)風(fēng)速及地震設(shè)防烈度

特高壓直流工程投資大, 輸送容量大, 在系統(tǒng)中位置十分重要, 這就對(duì)安全可靠性提出了更高的要求。無(wú)疑, 提高設(shè)計(jì)風(fēng)速及地震設(shè)防烈度取值是提高安全可靠性的措施, 但相應(yīng)會(huì)增加工程投資。為此,應(yīng)研究采用不同的風(fēng)速、地震強(qiáng)度等設(shè)計(jì)條件對(duì)造價(jià)的影響, 對(duì)敏感性進(jìn)行分析, 找到最佳的匹配方案。

4.10 防火

工程設(shè)計(jì)及運(yùn)行管理中, 應(yīng)高度重視防火, 堅(jiān)決杜絕火災(zāi)事故。

5 參考文獻(xiàn)

1 趙畹君, 謝國(guó)恩, 曾南超, 陶瑜, 劉澤洪.高壓直流輸電工程技術(shù).中國(guó)電力出版社, 2004 年8 月

2 陶瑜, 龍英, 韓偉.高壓直流輸電控制保護(hù)技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀.高電壓技術(shù), 2004, 30( 11) : 8～10

3 浙江大學(xué)發(fā)電教研組直流輸電科研組.直流輸電.北京: 電力出版社, 1982

4 艾琳, 陳為化.高壓直流輸電線路行波保護(hù)判據(jù)的研究.繼電器,2003,31(10):41~44.

5 Mallat S, HwangWL. Singularity detection and processingwith wavelets.IEEE Transaction on Information Theory,1992,38(2):617~643

6 Mallat S, Zhong S. characterization of Signal fromMulti- scale Edges .IEEE Trans on Pattern Analysis andMachine Intelligence, 1992, 14(7)

7 余建國(guó), 彭飽書, 等. 現(xiàn)代高壓直流輸電技術(shù)在南方電網(wǎng)的應(yīng)用.南方電網(wǎng)技術(shù)研究, 2005, 1( 1) : 9～27.

8 胡銘, 田杰, 李海英, 等.高壓直流輸電控制保護(hù)系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化研究及其應(yīng)用. 中國(guó)科協(xié)2004 年學(xué)術(shù)年會(huì)電力分會(huì)場(chǎng)暨中國(guó)電機(jī)工程學(xué)會(huì)2004 年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集, 2004: 743～747