【正文】 交流濾波器配置及參數(shù)與楚雄換流站相同．楚雄站直流濾波器的配置按每極兩組三調(diào)諧濾波器考慮，接線形式如圖 ，穗東換流站直流濾波器的配置及參數(shù)與楚雄換流站相同．圖2中C1＝2．0μF，L１＝11．773ｍH，C2＝3．415μF，L2＝10．266ｍH，C3＝11．773μF，L3＝4．77ｍH．楚雄換流站平波電抗器每極按極母線和中性母線各裝設(shè)2臺(tái)75ｍＨ的干式平波電抗器，穗東換流站平波電抗器設(shè)置及參數(shù)與楚雄換流站相同．楚雄換流站及穗東換流站的閥組采用每極2個(gè)12脈動(dòng)換流單元串聯(lián)接線的接線方式，2個(gè)12脈動(dòng)閥組串聯(lián)電壓按 177。而針對(duì)相關(guān)問(wèn)題的分析模型與方法、研究手段、工程試驗(yàn)等方面，國(guó)內(nèi)外都還基本處于空白。當(dāng)任一線路發(fā)生故障時(shí)對(duì)其它三條線路的影響機(jī)制及分析方法，相關(guān)直流系統(tǒng)控制保護(hù)的響應(yīng)特性等問(wèn)題，目前都研究較少。正在建設(shè)的溪洛渡送電廣東同塔雙回直流工程中，兩回直流的線路即架設(shè)在同一個(gè)桿塔上。為了節(jié)省線路走廊，直流線路同塔并架在直流工程中也開(kāi)始出現(xiàn)。并最終導(dǎo)致雙極相繼閉鎖。第四章 云廣工程實(shí)際參數(shù)的電磁暫態(tài)分析云廣直流作為世界上第一條特高壓直流輸電工程尚無(wú)太多經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。 ㈢同塔架設(shè)直流輸電系統(tǒng)發(fā)生直流線路故障對(duì)健全極的影響比常規(guī)單回直流大，線路故障期間可能導(dǎo)致健全極逆變器發(fā)生換相失敗，是否發(fā)生換相失敗與同塔直流線路塔桿結(jié)構(gòu)、直流線路故障發(fā)生時(shí)刻及健全極的控制模式有關(guān)。㈠直流線路采用同塔架設(shè)后導(dǎo)線排列更加緊密，但各級(jí)導(dǎo)線間的耦合關(guān)系不會(huì)影響同塔直流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。影響感應(yīng)電壓和電流的主要因素有：線路運(yùn)行狀況 （停運(yùn)線路接地電阻大小、接地位置、運(yùn)行線路負(fù)荷及運(yùn)行線路操作等)、平行線路長(zhǎng)度、相間及回路間距離、導(dǎo)線高度以及線路的換位情況等。由仿真結(jié)果可知，廣州直流發(fā)生丟失脈沖故障導(dǎo)致云南直流發(fā)生換相失敗的原因?yàn)椋孩偻绷骶€路間的電磁感應(yīng)；②廣東站與云南站逆變站電氣距離較近，廣州站丟失脈沖故障導(dǎo)致云南站換流母線電壓發(fā)生畸變也會(huì)影響到廣東站；③云南換流母線的強(qiáng)度，研究發(fā)現(xiàn)若適當(dāng)增加云南站換流母線的短路容量，使交流系統(tǒng)強(qiáng)度增加，這云南站可以避免在此情況下發(fā)生換相失敗。這說(shuō)明極Ⅱ直流線路發(fā)生故障期間若極Ⅰ處在雙極功率控制，極補(bǔ)償功能導(dǎo)致極Ⅰ直流上升也是導(dǎo)致其換相失敗的一個(gè)原因。統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，其中有50次極Ⅱ線路故障導(dǎo)致極Ⅰ發(fā)生換相失敗。㈡研究了一極直流線路故障對(duì)健全的影響，進(jìn)行了廣東直流線路靠近廣東極Ⅱ直流線路故障試驗(yàn)。500120012001112150Mh/站極366/33615廣東177。在研究模型中進(jìn)行廣東靠近廣東極Ⅱ直流線路故障試驗(yàn)，仿真波見(jiàn)圖3極Ⅱ直流線路故障期間導(dǎo)致極Ⅰ發(fā)生換相失敗，仿真波形與圖3給出的現(xiàn)場(chǎng)波形基本一致。800kvDC line為分析同塔架設(shè)直流間的互相影響，在電磁暫態(tài)程序中建立起了云南、廣東直流系統(tǒng)詳細(xì)模型，直流控制與現(xiàn)場(chǎng)保持一致，模型主要參數(shù)見(jiàn)表2，同塔線路塔桿結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2，直流同塔線路按表1參數(shù)建立。 geometry structure of double circuitTransmission lines項(xiàng)目導(dǎo)線型號(hào)外徑/cm直流電阻分裂間距/cm塔上懸掛高度/cm弧垂/m大地平均電阻率線路架空線4ACSR720/50GJ100501814 177。800KV直流雙極額定容量500萬(wàn)千瓦。系統(tǒng)基本條件為：177。為此，首先對(duì)直流調(diào)試時(shí)直流線路故障和丟失脈沖試驗(yàn)對(duì)同塔架設(shè)直流的影響進(jìn)行分析：其次，利用EMTDC建立同塔雙回直流輸電研究模型，在重現(xiàn)直流線路故障和丟失脈沖試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，深入分析直流一極線路故障導(dǎo)致健全極發(fā)生換相失敗和直流丟失脈沖故障導(dǎo)致直流發(fā)生換相失敗的原因。耦合類型A相B相C相靜電耦合Us/kvIS/A22電磁耦合UE/V13335301234Ie/A2088216 平肥5302線負(fù)荷1200WM時(shí)平西5312線感應(yīng)電壓和電流 結(jié)論同塔雙回500kv輸電線路由于電磁和靜電耦合，當(dāng)兩條線路運(yùn)行時(shí)會(huì)與兩條線路上產(chǎn)感應(yīng)耦合電壓和電流。計(jì)算表明，與5302線空載時(shí)相比，靜電感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流不變，電磁感應(yīng)電壓和電流增加。以靜電感應(yīng)為主，不接地端電壓UP以電磁感應(yīng)為主：兩端接地情況下，線路感應(yīng)電流I以電磁感應(yīng)為主。圖 電源模型圖平肥5302線運(yùn)行，平西5312線兩端分別模擬兩端不接地、一端接地和兩端接地 3種運(yùn)行方式。導(dǎo)線規(guī)格是4XLGJ630/45型港芯鋁絞線，子導(dǎo)線按正方形四角布置，最下層導(dǎo)線離地高度平均33m，架空線離下層導(dǎo)線26m，導(dǎo)線弧垂約10m，土壤電阻率取平均100m。其中20km與平肥5302線為同塔雙回路不換位，建立模型時(shí)只考慮同塔部分。這種由于導(dǎo)線間的感應(yīng)效應(yīng)耦合而產(chǎn)生的結(jié)果稱為電磁感應(yīng)。 同塔雙回直流輸電系統(tǒng)接地故障計(jì)算模型 同塔并架下同一個(gè)塔上不同線路之間的耦合同塔并架下同一個(gè)塔上不同線路之間的耦合會(huì)長(zhǎng)生感應(yīng)電流感應(yīng)電壓2種。500 kV 系統(tǒng)可獨(dú)立運(yùn)行，又可聯(lián)合同步運(yùn)行。兩回直流共起點(diǎn)、共落點(diǎn)、共換流站、線路共桿、共用接地極，直流輸電容量 2 x 3200MW，直流線路長(zhǎng)度 2 x 1286 km。本章對(duì)同塔四回線的桿塔結(jié)構(gòu)及線路架設(shè)方案進(jìn)行了研究，總結(jié)了同塔四回線各序量特征及物理意義， 為同塔四回線路的故障分析及繼電保護(hù)的研究提供了理論基礎(chǔ). 極線之間的耦合云南送電廣東同塔雙回直流輸電工程采用兩回177。這一章我建立了直流線路的極線的電磁耦合模型，通過(guò)對(duì)電與磁的基本物理關(guān)系式的應(yīng)用與推導(dǎo)我建立了電磁耦合的基本模型然后再具體一點(diǎn)對(duì)同塔并架直流線路電磁偶合模型進(jìn)行了建立和分析，最后就是建立直流輸電線路電磁暫態(tài)耦合的機(jī)理與計(jì)算分析通過(guò)這些我就算是開(kāi)始了對(duì)云廣工程在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮到線路之間存在如此大的電磁耦合關(guān)系，控制保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也只是基于本極的電流電壓變化特性，并沒(méi)有考慮到對(duì)極故障對(duì)本極造成的干擾，的問(wèn)題進(jìn)行研究和解決的分析和解決的道路上來(lái)了。云廣工程在設(shè)計(jì)時(shí)并沒(méi)有考慮到線路之間存在如此大的電磁耦合關(guān)系，控制保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也只是基于本極的電流電壓變化特性，并沒(méi)有考慮到對(duì)極故障對(duì)本極造成的干擾。如圖21所示的架空線，用Carson公式分別計(jì)算其單位長(zhǎng)自阻抗及互阻抗可得 () ()式中J為無(wú)窮限積分 () ()Carson公式計(jì)算出的結(jié)果雖然較準(zhǔn)確，但其計(jì)算由于無(wú)窮限積分的存在變得十分復(fù)雜。因此，在有損情況下一般將長(zhǎng)電感矩陣與長(zhǎng)阻抗矩陣一起計(jì)算。 Noda線路模型Noda線路模型在理論上是最嚴(yán)密的線路模型，因?yàn)镹oda線路模型不是通過(guò)相模變換，而是直接在相域模擬考慮頻率相關(guān)特性的線路模型，但這樣使得計(jì)算量極大，計(jì)算過(guò)程十分復(fù)雜，因此穩(wěn)定性也較差。不同于Semlyen模型，而且對(duì)的近似有理函數(shù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)表達(dá)，因此暫態(tài)計(jì)算很穩(wěn)定。由于提高計(jì)算精度需要調(diào)整收斂的設(shè)定，沒(méi)有采用頻率相關(guān)特性的轉(zhuǎn)換矩陣，因此Semlyen模型對(duì)垂直排列的不換位線路和地下同軸電纜模擬的計(jì)算結(jié)果不夠精確，甚至在計(jì)算接地故障引起的過(guò)電壓時(shí)還會(huì)惡化，同時(shí)Semlyen模型的穩(wěn)定性較差。 () ()式中，為線路單位長(zhǎng)電阻；為每段傳播時(shí)間，和為線路單位長(zhǎng)電感和電容；為線路總長(zhǎng)度；為波阻抗。用集中電阻來(lái)模擬線路時(shí)，并沒(méi)有考慮線路參數(shù)的頻率相關(guān)性，線路參數(shù)默認(rèn)按照基本頻率計(jì)算。此時(shí)在線路中必須滿足的條件才能得到準(zhǔn)確合理的結(jié)果，此處Z為波阻抗。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，由于線路上的串聯(lián)電阻不能夠忽略，而并聯(lián)電導(dǎo)可以忽視，所以可以用幾個(gè)集中電阻來(lái)等值模擬線路，而其他部分則視作無(wú)損導(dǎo)線，經(jīng)驗(yàn)表明這種模擬方法是合理的。帶集中電阻的恒定參數(shù)無(wú)損線路模型也可以成為Bergeron模型或Dommel模型。其中，線路暫態(tài)的裁斷頻率和基本頻率的計(jì)算式為： ()：末端開(kāi)路：末端經(jīng)阻抗接地 ()：末端短接式中，是線路長(zhǎng)度，是傳播速度（km/s），是傳播時(shí)間（s）。而進(jìn)行線路的暫態(tài)計(jì)算式，要應(yīng)用形電路模型必須滿足：裁斷頻率遠(yuǎn)大于線路暫態(tài)現(xiàn)象的基本頻率，其中由形電路模型的L，C決定?！　　? ()式中，R’、L’、C’是某一給定頻率下的單位長(zhǎng)線路的電阻、電感、電容，l是線路長(zhǎng)。，使用6相Jmarti模型模擬輸電線路，在雷擊處兩側(cè)各加3基桿塔，剩余部分輸電線路采用沖擊阻抗模擬，避雷線通過(guò)該阻抗接地，輸電導(dǎo)線通過(guò)該阻抗接入直流電壓， 所示。項(xiàng)次直流線路項(xiàng)次直流線路架空地線型號(hào)GJ100導(dǎo)線型號(hào)4JL/G2A900/754/7外徑/mm13外徑/mm直流電阻/ 直流電阻/ 弧垂/m11分裂間距/mm450弧垂/m15 直流線路參數(shù)本文選用廣東省電力設(shè)計(jì)研究院規(guī)劃的SZ27103雙回路直線塔型進(jìn)行建模計(jì)算，保護(hù)角為5?。線路全長(zhǎng)10 km，沿線大地電阻率平均值為 ，直流線路每極導(dǎo)線選用4JL/G2A900/754/7鋼芯鋁絞線；2根避雷線采用GJ100型鍍鋅鋼絞線。建立了特高壓直流輸電線路雷電繞擊的仿真模型，仿真時(shí)為了模擬雷電流波在雷擊處兩側(cè)的折反射，在雷擊處兩側(cè)都加入了3基桿塔，在線路兩側(cè)分別經(jīng)長(zhǎng)線路模型連接電源。當(dāng)直流線路上的電流產(chǎn)生變化時(shí)，將會(huì)在線路周圍空間形成變化的磁場(chǎng)，從而通過(guò)互感在附近的電力線路上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。在電路中，通過(guò)電感參數(shù)L與互感參數(shù)M來(lái)描述這一電磁感應(yīng)現(xiàn)象。我們通過(guò)磁通和磁通鏈來(lái)描述磁場(chǎng)。在線路的位置幾何參數(shù)固定的情況下，感應(yīng)電容電壓主要受到電力線路的電壓等級(jí)，導(dǎo)線之間的距離以及線路運(yùn)行狀態(tài)的影響。在輸電線路運(yùn)行時(shí)，由于存在電容使附近金屬線路與大地之間產(chǎn)生電位差，從而在附近的金屬導(dǎo)線上產(chǎn)生感應(yīng)電容電壓。在電力線路運(yùn)行時(shí)，在線路周圍的空間中會(huì)產(chǎn)生電場(chǎng)，這會(huì)賦予電場(chǎng)中的導(dǎo)體或電介質(zhì)相應(yīng)的電位（電位值取決于電位參考點(diǎn)的選取，通常取大地為電位參考點(diǎn)）。在電力系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，由于直流輸電線路上由于線路電壓/電流穩(wěn)定不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，但在線路遇到故障的情況下，由于極線上的電壓發(fā)生劇烈波動(dòng)，由于線路之間的容性耦合與感性耦合，將會(huì)在附近的極線與接地極線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。而針對(duì)相關(guān)問(wèn)題的分析模型與方法、研究手段、工程試驗(yàn)等方面，國(guó)內(nèi)外都還基本處于空白。當(dāng)任一線路發(fā)生故障時(shí)對(duì)其它三條線路的影響機(jī)制及分析方法，相關(guān)直流系統(tǒng)控制保護(hù)的響應(yīng)特性等問(wèn)題，目前都研究較少。正在建設(shè)的溪洛渡送電廣東同塔雙回直流工程中，兩回直流的線路即架設(shè)在同一個(gè)桿塔上。為了節(jié)省線路走廊，直流線路同塔并架在直流工程中也開(kāi)始出現(xiàn)。并最終導(dǎo)致雙極相繼閉鎖。結(jié)合仿真實(shí)驗(yàn)，揭示在現(xiàn)有線路運(yùn)行模式下的固有缺陷，提出新形勢(shì)下的防范措施和解決。（2）研究平行架設(shè)輸電線路故障時(shí)不同回路間的電磁耦合特性；基于EMTDC、RTDS的同塔并架直流線路故障過(guò)程的電磁耦合機(jī)理仿真研究，包括極線之間的耦合和同塔并架下同一個(gè)塔上不同線路之間的耦合。具體的研究?jī)?nèi)容：（1）研究直流輸電線路電磁暫態(tài)耦合的機(jī)理，建立輸電線路電磁耦合計(jì)算分析的數(shù)學(xué)模型。本論文緊密結(jié)合南方電網(wǎng)直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)際，研究成果不僅對(duì)現(xiàn)有直流工程的安全可靠運(yùn)行具有指導(dǎo)作用，而且對(duì)于在建的直流工程具有重要的參考價(jià)值。并最終導(dǎo)致雙極相繼閉鎖再次為了節(jié)省線路走廊，直流線路同塔并架在直流工程中也開(kāi)始出現(xiàn)。而針對(duì)相關(guān)問(wèn)題的分析模型與方法、研究手段、工程試驗(yàn)等方面，國(guó)內(nèi)外都還基本處于空白。當(dāng)任一線路發(fā)生故障時(shí)對(duì)其它三條線路的影響機(jī)制及分析方法，相關(guān)直流系統(tǒng)控制