趙男

摘要：換流站是電力系統(tǒng)建設(shè)運行體系當(dāng)中的重要結(jié)構(gòu)，電力系統(tǒng)在運行期間交流和直流電的轉(zhuǎn)換都需要依靠換流站來完成，而換流站逐漸形成特高壓模式，使得換流站電力工程運行的功率和電流水平都顯著提升，閥廳金具的設(shè)計成為換流站電力工程運行質(zhì)量和狀態(tài)的直接影響因素，而閥廳金具防暈效果優(yōu)化需要通過對起暈場強的控制實現(xiàn)，本文將通過對不同海拔高度的特高壓換流站進行起暈電壓試驗與控制分析，來對金具防暈設(shè)計尺寸進行研究。

關(guān)鍵詞：±800kV特高壓換流站;閥廳金具;防暈設(shè)計尺寸

一、±800kV特高壓換流站閥廳金具防暈設(shè)計的基本現(xiàn)狀

±800kV特高壓換流站閥廳金具主要就是負責(zé)將各個電力設(shè)備進行有效的連接，同時金具需要與管形母線進行配合完成設(shè)備連接。我國的閥廳金具裝置還沒有形成統(tǒng)一的規(guī)格分類標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)金具的結(jié)構(gòu)特點，可以將其分成連接金具、接續(xù)金具、防護金具這幾種。在進行金具防暈設(shè)計時，是對各項生產(chǎn)工藝進行優(yōu)化處理來實現(xiàn)，重點是對金具曲率半徑值進行擴大，或者是對邊角進行圓角處理，這些設(shè)計操作都能夠明顯的強化金具防暈性能。另外在金具結(jié)構(gòu)的外部設(shè)置屏蔽球等結(jié)構(gòu)，能夠在金具表面形成一層保護，避免金具表面出現(xiàn)電暈的情況。

二、±800kV特高壓換流站閥廳金具防暈設(shè)計的基本特點

我國針對±500kV直流換流站的建設(shè)規(guī)劃力度比較強，在閥廳金具設(shè)計當(dāng)中基本都可以應(yīng)用國產(chǎn)的金具設(shè)備來構(gòu)建良好的運行狀態(tài)。而針對±800kV特高壓換流站的建設(shè)研究還沒有達到相對完善的狀態(tài)，閥廳的金具設(shè)計更多的是應(yīng)用國外提供的設(shè)施，應(yīng)用建設(shè)的成本比較高，在后期設(shè)備運行期間，運維養(yǎng)護工作的工作量比較大，缺乏經(jīng)濟性。實際±800kV特高壓換流站當(dāng)中的閥廳金具是通過多樣化的設(shè)備進行連接與結(jié)合，在設(shè)計的過程中將載流、發(fā)熱狀態(tài)、場強分布、起暈狀態(tài)、機械運行以及受力均衡性等因素進行綜合的考量，并會對整體的外形和連接的模式進行規(guī)范調(diào)控，在金具防暈設(shè)計期間通常都會應(yīng)用三維電場仿真計算來進行模擬，并通過實驗對電暈特性進行掌握，基本閥廳金具的起暈電壓結(jié)果數(shù)值都比閥廳正常運行電壓值要高，還需要結(jié)合安全與成本的角度對電暈控制合理性進行研究。

三、管形金具起暈的場強控制

起暈電壓試驗分析

在試驗之前需要選擇管徑規(guī)格不同的管母線，并在兩種海拔高度的特高壓換流站當(dāng)中分別進行電壓試驗測量，以此來得到不同海拔高度水平下，管母線在管徑逐漸變大的情況下，對應(yīng)的電暈變化情況。因而可以選擇分別在海拔高度100米和海拔高度4200米的實驗基地開展電暈試驗，設(shè)置管徑分別為40毫米、50毫米、108毫米以及159毫米的管母線作為實驗試品，將管母線的長度進行統(tǒng)一，設(shè)置長為19米，在管母線的兩端設(shè)置均壓環(huán)，通過起暈電壓測試來對管母線的負極性起暈電壓值進行測量獲取，通過試驗獲得的電壓值可以發(fā)現(xiàn)，管母線的管徑規(guī)格﹥150毫米，并且對地高度越過10米之后，起暈電壓水平與系統(tǒng)最高的運行電壓相比，起暈電壓更高。因而在±800kV特高壓換流站閥廳當(dāng)中，管形金具的管徑設(shè)計尺寸在大于150毫米時，在系統(tǒng)運行期間不會出現(xiàn)電暈的情況。

四、球形金具起暈的場強控制

起暈電壓試驗分析

針對球形金具的試驗，同樣需要在兩個不同海拔高度的特高壓換流站基地進行，試驗選擇三種不同直徑規(guī)格的屏蔽球進行實驗。當(dāng)保持屏蔽球的直徑規(guī)格相同，而對地高度不相同的情況下，起暈電壓實驗結(jié)果情況保持一致，因而對地高度這一參數(shù)對屏蔽球不會產(chǎn)生明顯的影響。因而將對地高度設(shè)置為標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)為10米，然后將屏蔽球的直徑參數(shù)作為變量，對不同海拔高度水平下的不同直徑規(guī)格的屏蔽球進行起暈電壓試驗分析。當(dāng)屏蔽球的直徑超過80厘米時，試驗獲得的起暈電壓值就超過了閥廳設(shè)備系統(tǒng)運行的最高電壓值，也就證明當(dāng)±800kV特高壓換流站閥廳當(dāng)中球形的金具直徑在80厘米以上時，金具的應(yīng)用就不會產(chǎn)生電暈的情況。

五、±800kV特高壓換流站閥廳金具場強總體的控制

在±800kV特高壓換流站閥廳當(dāng)中金具的結(jié)構(gòu)形狀具有多樣化的特點，其中近似于圓柱體、等效曲率半徑在200毫米之上的金具包括CBH避雷器均壓環(huán)、極性管母線等，金具的管徑設(shè)計一般都是統(tǒng)一規(guī)格，為300毫米，而等效曲率半徑在200毫米之內(nèi)的金具包括導(dǎo)線間隔棒、滑動管母等，這些金具的表面場強水平與倒角曲率半徑之間有著直接關(guān)聯(lián)性。與球形結(jié)構(gòu)近似的金具包括均壓球和防暈屏蔽球，其中屏蔽球的直徑最小規(guī)格為100厘米，最大的規(guī)格直徑也沒有超過180厘米，上述提及的電極起暈場強計算經(jīng)驗公式，是能夠在等效曲線直徑控制在200毫米之內(nèi)的圓柱體金具當(dāng)中適用，獲得可靠的結(jié)果數(shù)值。超出200毫米之外的圓柱體金具不能應(yīng)用該公式進行計算，需要應(yīng)用球形金具表面起暈控制值作為控制標(biāo)準(zhǔn)，這是由于球形的金具與管形金具相比，在防暈性能優(yōu)質(zhì)性方面更具備優(yōu)勢，場強控制水平比較高。

綜合來分析，通過對不同形狀的金具場強控制的分析，對照±800kV特高壓換流站閥廳金具的設(shè)計要求，在對場強進行總體控制期間，針對等效直徑在200mm以上的管形金具、近似圓柱體或球形金具，起暈場強控制值要在12kV/cm之內(nèi)，對于等效直徑在200mm之內(nèi)的管形金具或近似圓柱體金具，起暈場強控制值需要在18kV/cm之內(nèi)[3]。

結(jié)束語：

在±800kV特高壓換流站閥廳金具防暈設(shè)計尺寸控制當(dāng)中，目前還沒有針對金具表面場強控制形成嚴格、統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因而在設(shè)計期間需要根據(jù)金具的結(jié)構(gòu)、規(guī)格類型，來對表面的場強控制合理性進行強化，以實現(xiàn)提升金具的防暈性能。

參考文獻：

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