特高压换流站设计方案研究
特高压换流站阀冷却系统优化设计
特高压换流站阀冷却系统优化设计摘要：在特高压换流站运行中阀冷却系统是非常重要的辅助设备，当其发生误动或故障可能造成直流系统停止运行，因此提高阀冷却系统的可靠性极为重要。
阐述了特高压换流站阀冷却系统的主要设备和工作原理，通过统计、分析近期事故案例，总结出常见事故原因，并结合雁门关换流站的实际情况，从阀冷却系统优化和管理优化两方面提出改进措施，进而提高阀冷却系统运行质量和抗风险能力，确保直流系统的安全与稳定。
关键词：阀冷却系统；特高压换流站；系统优化引言阀冷却系统作为换流阀的必要辅助系统，通过精确调控阀冷水的温度、流量、压力、水质等技术指标，达到节能环保、高效冷却的目的，保证换流阀安全、稳定、可靠运行。
换流阀冷却系统主要分为内冷水系统和外冷水系统。
在换流过程中，换流站设备中的部分发热元件会产生热量，通过阀冷系统内循环的去离子冷却水流入各个组件，带走发热元件产生的热量；外冷水系统为通过冷却塔对内冷水进行冷却，间接实现冷却功能，然后通过外冷设备将内冷水带出的热量发散到大气环境中。
1换流阀冷却系统的结构1.1阀外冷水系统阀外冷水系统是一个非密闭的循环水系统，其主循环回路主要包括喷淋泵、管道回路、缓冲水池、原水及各种阀门等，其中，每台冷却塔配备有主、备两台喷淋泵，为外冷水循环提供动力；换流站共配置2台冷却塔，每台冷却塔配有喷淋装置，以及2台变频冷却风机；水处理系统主要包括加药回路、过滤器、软水器等，防止外冷水结垢、腐蚀管道；与阀内冷系统相似，阀外冷水数据采集系统主要包括一些湿度、压力、温度表计等。
换流站阀外冷水系统作为三级冷却回路来维持换流阀体温度，当一级、二级冷却回路都不能满足换流阀降温需求时，投入阀外冷水系统，并根据实际情况选择投入冷却塔的数量，此时喷淋泵、冷却风机启动，外冷却水从缓冲水池通过喷淋装置为内冷水管道进行降温，产生的蒸汽由冷却风机排出，从而加快热交换速度，剩余外冷却水再次排入缓冲水池。
加药回路旁路泵、加药泵应处于常开状态，确保外冷却水水质达标。
浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究
浅谈对我国特高压交直流输电技术分析与研究摘要：从世界范围看，特高压输电技术将长期发展。
根据中国电网的发展趋势，特高压电网将由１０００ｋＶ级交流输电系统和±８００ｋＶ级直流系统组成。
根据特高压交流和直流２种输电方式不同的技术经济特性，比较分析了两者的适用场合，并对特高压输电线路的防雷保护、可靠性、稳定性、电磁环境、绝缘子选型和交直流配合等技术问题，分别展开比较。
关键词：特高压交流；特高压直流；防雷；可靠性；稳定性；电磁环境；绝缘子；交直流配合一、特高压输电特高压是世界上最先进的输电技术。
交流输电电压一般分为高压、超高压和特高压。
国际上，高压(HV)通常指35-220kV电压。
超高压(EHV)通常指330kV及以上、1000kV以下的电压。
特高压(UHV)定义为1000kV及以上电压。
而对于直流输电而言，高压直流(HVDC)通常指的是±600kV及以下的直流输电电压，±800kV（±750kV）以上的电压称为特高压直流(UHVDC)。
二、我国特高压直流输电技术1、特高压直流输电现状：20 世纪 80 年代前苏联曾动工建设哈萨克斯坦—中俄罗斯的长距离直流输电工程，输送距离为2400km，电压等级为±750kV，输电容量为 6GW；巴西和巴拉圭两国共同开发的伊泰普工程采用了±600kV 直流和 765kV 交流的超高压输电技术，第一期工程已于 1984 年完成，1990 年竣工，运行正常； 1988到1994 年为了开发亚马逊河的水力资源，巴西电力研究中心和 ABB 组织了包括±800kV 特高压直流输电的研发工作，后因工程停止而终止了研究工作。
2、特高压直流输电技术的特点及适用范围：特高压直流输电工程由于输送容量大，电压等级进入特高压范畴，换流站和线路工程在电磁环境影响、绝缘配合、外绝缘特性、无功补偿配置、换流阀组、直流场接线以及总平面布置等方面均有其自身特点，技术难度大，也是可行性研究阶段的主要技术内容，需要结合工程的自然地理环境和两端电网情况进行深入的研究和论证，初步确定其主要技术原则和方案。
特高压换流站项目土建工艺策划与选型
特高压换流站项目土建工艺策划与选型[摘要] 随着“碳达峰、碳中和”目标和“推动形成适合中国国情、有更强新能源消纳能力的新型电力系统”规划的提出，以及双碳目标“1+N”政策的陆续出台，预计“十四五”期间，以风电、光伏大基地建设的大力建设将极大提高跨区域、跨省大规模输送新能源电力需求，对电网输送和安全可靠运行能力提出新的要求。
特高压直流输电工程作为主要用于送受关系明确的远距离大容量输电以及部分大区、省网之间的互联，建设需求必将随之增加。
本文以白鹤滩-浙江±800kV直流输电工程浙北换流站为论述对象，详细介绍了±800kV直流场、500kV交流场、500kV GIS室、500kV交流滤波器场、换流区等区域的土建工艺策划及选型，对类似换流站土建施工有较强参考意义。
关键词：特高压换流站项目施工工艺技术1工程概况白鹤滩～浙江±800千伏直流输电工程的建设，符合国家“西部大开发”战略，符合国家大气污染防治行动计划，是落实“西电东送”能源战略、落实科学发展观、走可持续发展路线的一项重要举措。
白鹤滩-浙江±800千伏特高压直流输电工程起于四川布拖换流站，止于浙江浙北换流站，途经四川、重庆、湖北、安徽、浙江5省（市），长度约2140.2公里。
受端浙北±800千伏换流站站址位于浙江省杭州市临平区运河街道梅家河村西侧,本期工程总征地面积392.5亩，其中围墙内占地305.7亩，全站总建筑面积32226.4m2。
浙北±800千伏换流站额定换流容量8000MW，安装换流变28台（4台备用），500/220千伏变压器2台，500千伏远期规划出线10回，本期出线8回(高端4回,低端4回)。
2特高压换流站的布置特点换流站主要由换流阀、换流变压器、平波电抗器、直流滤波器、直流开关设备、交流滤波器、无功补偿装置、交流开关设备等一次设备，控制和保护装置、通信设施等二次设备，以及采暖通风、阀冷却系统、供水系统等辅助设施组成。
特高压直流换流站避雷器配置方案研究
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新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术
新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术摘要：双碳背景下，大规模新能源通过电力电子变换器接入电网，将面临诸多挑战。
在送端电网，千万千瓦级新能源基地数以万计纯电力电子变流器组网的运行特性和稳定机理不明确，新能源发电基地与直流输电系统优化配置和协调稳定控制难度较大；在受端电网，中国已经形成的多直流复杂电网在不断增加接纳直流输电容量的同时，将进一步叠加高比例新能源电力，现有的直流输电控制保护技术和多直流电网安全运行控制技术难以支撑电网安全稳定运行；在环境条件方面，超高海拔、高地震烈度、高宇宙射线和高盐雾等苛刻环境条件将对直流输电装备和基础材料提出更高要求。
基于此，本篇文章对新型电力系统中的特高压直流输电SLCC换流技术进行研究，以供参考。
关键词：电力系统；特高压直流输电；SLCC换流技术引言上世纪末至今，中国直流输电事业飞速发展，从技术落后到技术引领，成为世界上建设直流工程数量最多、电压等级最高（1100kV）、技术种类最多的直流输电国家。
直流输电是我国能源的骨干运输通道，在能源输送方面将发挥着不可替代的作用。
针对大规模清洁能源并网、传输、消纳等问题，直流输电将是进一步提升清洁能源利用率、充分满足未来电力需求、助力新型电力系统建设的必要手段。
新型电力系统的构建离不开直流输电，同时也将对直流输电的发展产生深远影响。
我国电力系统跨省跨区输电通道建设加快。
新型电力系统能有力推动直流送端风光火储一体化发展，通过采取增加火电调峰深度、配置储能、优化直流曲线等综合措施，提升输电通道清洁电量占比。
我国电力系统输电通道清洁能源比例提升。
1特高压直流输电技术概述通过进一步研究高压直流输电技术，确保国家能源资源的合理开发和利用，解决自然资源和能源分配不均的问题，现在可以进行高压直流输电，即800kV以上的电压直流输电的工作原理是:在用电流变换器改造交流电源之前对其进行改造，强调运输过程中的稳定性和安全性，应用该技术可以节省设备的地面空间，减少交通损失，满足中国各地区每年日益增长的用电需求。
特高压换流站换流变压缩空气泡沫灭火系统研究
特高压换流站换流变压缩空气泡沫灭火系统研究发布时间：2021-09-04T01:31:02.334Z 来源：《福光技术》2021年9期作者：张佳佳[导读] 为特高压换流站的 CAFS 设计提供了有力的技术支撑。
全尺寸特高压换流变实体火试验如图 1 所示。
国网山西省电力公司检修分公司摘要：特高压换流变压器体量大、布置密集、储油量多、运行温度高，存在爆燃、遮挡等灭火不利条件。
固定式压缩空气泡沫灭火系统 (CAFS) 具有灭火能力强、速度快、水渍损失小、安全可靠、灭火效率高等特点，经过试验验证，可用于扑救换流变压器等油类火灾。
为此，结合某±800kV 换流站压缩空气泡沫灭火系统示范应用工程，介绍了压缩空气泡沫系统工程设计要点，对后续工程压缩空气泡沫灭火系统设计具有借鉴指导意义。
关键词：特高压换流站；换流变压缩空气泡沫灭火系统；分析研究较之负压吸气式泡沫灭火系统，压缩空气泡沫灭火系统 ( 以下简称“CAFS”) 采用正压主动式发泡方式，通过正压注入压缩空气，与流动中的泡沫液混合，通过混合装置形成压缩空气泡沫 ( 以下简称“CAF”)。
鉴于 CAFS 的优越性，国内也已经开始研究 CAFS 设备并取得了一定成绩。
国家电网公司会同天消所等多家单位先后成功开展多次压缩空气泡沫炮扑救全尺寸特高压换流变实体火试验，为特高压换流站的 CAFS 设计提供了有力的技术支撑。
全尺寸特高压换流变实体火试验如图 1 所示。
1.CAFS 工艺设计1.1CAFS 基本设计参数CAFS 设计基本参数主要包括供给强度、持续供给时间和系统响应时间。
1.1.1供给强度1)根据某消防研究所《压缩空气泡沫喷淋系统扑救特高压换流变全液面溢流火试验报告》中实体火灾灭火试验数据，CAFS 的泡沫混合液供给强度按 12L/(min m2) 计，保护面积按换流变本体及油池的平面投影面积计。
2)每台换流换流变应在两门电控消防炮的保护范围内，每门消防炮泡沫混合液流量不小于 24L/s，每台消防炮均能独立控制。
换流站直流控制系统方案研究
换流站直流控制系统方案研究
郝克
【期刊名称】《电力设备管理》
【年(卷),期】2024()9
【摘要】本文以陕北-安徽±800kV特高压直流工程为例,根据其特点对直流控制保护系统的总线布局、保护功能研究和配置、通信接口研究、直流控制保护设备的配置方案等进行了详细介绍,通过分析对比了目前国内主流的直流控保厂商设备的网架结构、控制保护功能,调研总结了以往特高压直流工程的控制保护配置方案,并结合陕北-安徽特高压工程特点,经过合理分析,优化布置,最终确定最优设计方案。
本文阐述了直流控制系统的通信及接口要求以及相关配置,得到的主要结论有该特高压工程的直流控制系统应采用相互独立的配置,其中直流控制系统采用分层结构,双重化原则配置。
【总页数】3页(P38-40)
【作者】郝克
【作者单位】山东电力工程咨询院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM7
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调控制系统在华东电网500kV直流换流站的试验研究5.应用于高压直流换流站的混合型有源滤波器工程设计方案的研究
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特高压直流换流站交流滤波器场布置研究
特高压直流换流站交流滤波器场布置研究张先伟;彭开军【摘要】交流滤波器及并联电容器是特高压直流换流站不可缺少的重要组成部分.合理布置交流滤波器场,尤其是交流滤波器大组配电装置,对控制特高压换流站总平面占地及工程造价有决定性的作用.通过对交流滤波器大组田字形及其2种改进布置方案进行技术、经济比较,得出:优化方案A占地较少,适应性最强,宜推荐采用;优化方案B占地最省,费用最低,但适应性较差,在不便采用单柱式隔离开关的地区可采用.【期刊名称】《中国电力》【年(卷),期】2014(047)010【总页数】4页(P15-18)【关键词】特高压直流输电工程;换流站;交流滤波器场;平面布置优化【作者】张先伟;彭开军【作者单位】中南电力设计院,湖北武汉430071;中南电力设计院,湖北武汉430071【正文语种】中文【中图分类】TM7210 引言基于电网换相换流器的高压直流（LCC-HVDC）技术需要大量的无功补偿及交流滤波器，通常情况下，换流站无功补偿容量占输电总容量的40%～60%。
目前，国内、外特高压直流换流站均基于LCC-HVDC技术。
在特高压直流换流站中，交流滤波器不仅能限制谐波，而且同时向换流器提供无功，换流站无功需求不足部分由并联电容器补齐。
交流滤波器及并联电容器是特高压直流换流站中的重要组成部分[1-10]。
特高压换流站交流滤波器及并联电容器由无源的C、L和R组成。
根据交流滤波、无功总容量需求以及小组最大投切容量的限制，特高压直流换流站交流滤波器及并联电容器一般分为多个大组，每大组由若干小组组成，每大组接入交流母线。
交流滤波器及并联电容器场地（以下简称交流滤波器场）占整个换流站围墙内占地的1/4～1/3。
因此，对交流滤波器场布置的优化意义重大，能节约宝贵的土地资源和建设资金。
目前国内换流站交流滤波器场布置基本采用2种布置形式：“一”字形和“田”字形布置方案。
“一”字形布置形式具有交流滤波器大组分区明显，设备费用较小的优点，但占地及综合费用较高。
绍兴特高压换流站换流阀调试方案的研究
绍兴特高压换流站换流阀调试方案的研究绍兴特高压换流站采用了一种低压加压的试验方法。
本文首先介绍了绍兴换流站换流器的工作原，进而分析12脉动换流阀的运行方式。
其次，针对换流阀的现场调试试验，系统地阐述了低压加压试验中所用的电流、电压以及电阻选择依据，并明确了低压加压试验步骤与临时系统采样接线方法。
最后，实验表明：该系统调试方法简单，且有效地检查了换流器各桥臂的触发角与触发脉冲之间的对应关系以及系统二次回路的正确性。
标签：特高压；换流站；换流阀；低压加压实验1 引言直流输电技术不仅可实现点对点、远距离、大功率地将电能输送至用电负荷中心；而且，其控制操作方式灵活多变，可快速改变送电断与受电端的运行方式，改变电网潮流方向，避免大量过网潮流[1]；还具有电能损耗小，经济效益高等优点；已广泛的应用于特高压输电系统中[2]。
换流阀低压加压实验，作为换流阀高压充电前的重要系统调试实验，可有效检查Y/Y与Y/Δ换流变压器接线、换流变压器电压相序与末屏分压器电压指示、换流阀触发的同步电压与控制电压、以及换流阀触发控制程序是否正确[3]。
换流阀加压实验客观地反映出系统设备的连接情况，对系统联调也是重要依据。
针对换流阀充电运行前进行的系统调试方面，虽然国内做了一些工作，但针对换流阀加压系统调试的方案理论依据与具体实施都未有明确[4-6]。
此次采用一种换流阀低压加压的试验方案应用至绍兴特高压换流站，换流站交流场出线电压为500kV，经过母线分别于直流场六台换流变压器相连，构成一个单极[7]。
直流场采用双极运行方式，其每极可分为高端阀组与低端阀组，每个阀组由12脉动串联阀组成，可通过旁路断路器实现对阀组的投运与退出[8-9]。
本文首先分析了绍兴换流阀系统回路的结构原理，建立阀组12脉动模型，计算出实验方案中负载阻值、电源容量与阀组输出直流电压，并给出实验测试方案与具体步骤。
结果表明：该实验方案简单、可行、有效。
2换流器试验原理2.1换流器运行方式12脉动换流器结构图如图1所示。
±1100kV特高压直流换流站均压装置概念设计及结构优化
±1100kV特高压直流换流站均压装置概念设计及结构优化作者：张炜常林晶杨国华彭宗仁王加龙刘桂华来源：《科技视界》2019年第24期【摘要】本文针对特高压直流换流站直流金具均压装置进行概念设计，选取典型均压装置进行分析对比，对均压装置电场强度集中的区域进行优化，降低均壓装置的最大电场强度。
通过仿真分析，进行优化设计，对几种典型结构进行分析对比，确定±1100kV均压装置的推荐结构。
对优化后的均压装置进行试制，并进行试验验证，确定±1100kV特高压换流站典型均压装置的结构。
本项目的研究对于±1100kV特高压直流工程均压装置设计具有指导意义，对推动特高压直流输电技术的进步和发展具有重大意义。
【关键词】换流站;均压装置;仿真分析;直流金具中图分类号： TM723 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）24-0106-003DOI：10.19694/ki.issn2095-2457.2019.24.049【Abstract】This paper introduces the conceptual design of the shielding device for DC fittings of UHVDC converter station. Select a typical shielding device for analysis and comparison. The area of ？？the shielding device where the electric field strength is concentrated is optimized to reduce the maximum electric field strength of the shielding device. Through simulation analysis， the optimized design was carried out， several typical structures were analyzed and compared， and the recommended structure of ±1100kV shielding device was determined. The optimized shielding device has been prototyped and tested to determine the structure of a typical shielding device for a ±1100kV UHV converter station. The research of this project has guiding significance for the design of±1100kV UHV DC engineering shielding device， and is of great significance for promoting the progress and development of UHV DC transmission technology.【Key words】UHV DC; Shielding device; Simulation analysis; DC fittings0 前言在±1100kV 直流工程中，直流电压由±800kV提升到±1100kV，相应极线操作冲击耐受电压也由1600kV 提升至2100kV。
5.±800kV特高压直流输电工程换流站标准化设计文件之(五)- 换流站主建筑物标准化设计指导书-V2.0
版本号：V2.0 ±800kV特高压直流输电工程换流站标准化设计文件之（五）换流站主建筑物标准化设计指导书(试行)直流建设部二〇一五年七月±800kV特高压直流输电工程换流站标准化设计文件之（五）换流站主建筑物标准化设计指导书(试行)批准：审核：郭贤珊黄勇宋胜利胡劲松编写：王幼军王庆曹伟炜范新健饶冰目录1 换流站建筑物综述 (1)1.1主要建筑物火灾危险性类别、耐火等级 (1)1.2屋面防水等级 (2)1.3屋面排水 (2)1.4结构设计原则 (2)2 阀厅 (4)2.1阀厅设计总的要求 (4)2.2阀厅建筑尺寸 (7)2.3阀厅的结构型式 (8)2.4阀厅围护系统设计 (9)3 控制楼 (13)3.1控制楼设计原则 (13)3.2主控楼标准设计方案平面布置 (16)3.3辅控楼标准设计方案平面布置（方案一） (24)3.4辅控楼标准设计方案平面布置（方案二） (29)4 综合楼及其它建筑 (34)4.1综合楼 (34)4.2备品备件库 (35)4.3 GIS室 (35)4.4车库 (36)前言为规范±800kV特高压直流输电工程换流站项目的管理，在充分吸收了向家坝—上海、锦屏—苏南、哈密南—郑州、溪洛渡左岸—浙江金华、灵州—绍兴等特高压直流输电工程建设经验基础上，依托锡盟—泰州、上海庙—山东、晋北—南京±800kV特高压换流站工程设计优化成果，对±800kV换流站的主要建筑物的设计原则进行了统一，从而形成一套比较具有参考性的±800kV换流站主要建筑物标准设计方案，主要应用和指导后续±800kV换流站工程的主要建筑物设计工作，促进特高压直流工程建设质量与效率的提高，全面提升特高压直流工程建设水平。
1 换流站建筑物综述1.1主要建筑物火灾危险性类别、耐火等级±800kV换流站建筑物火灾危险性类别、耐火等级应符合表1.1规定。
锦屏特高压换流站换流变压器型式选择与大件运输研究
阀组 换 流 变 压 器 采 用 单 相 三 绕 组 的 进 行 过 可 行 性 分
容鼍 为 ７ ２ ０ Ｍｗ （ 同期 建 设 的 容 量 最 大 的 特 高 压 ０ 为
换 流 站 ） 该 换 流 站 位 于 四 川 凉 山 彝 族 自 治 州 两 昌 。 Ｉ
市 ， 不 在 沿 海 也 不 靠 通 航 大 江 ， 件 运 输 尤 为 网 既 大
该 运 输 方 案 基 本 可 行 。 考 虑 到 制 造 难 度 、 输 风 险 以 运
和质 量 大 ， 此 针 对 换 流 变 压 器 型 式 和 大 件 运 输 情 况 因 进行 研 究 十 分 必 要 。 研 究 结 论 不 仅 可 以 指 导 该 工 程 的建 设 ， 内 陆 地 区 后 续 特 高 压 直 流 输 电工 程 的 开 展 对
难 Ｊ 特 高 压 换 流 站 换 流 变 压 器 数 量 多 、 输 尺 寸 。 运
析 。该 单 相 三绕 组 换 流 变 压 器 的 容 量 为 ４ ４ ＭＶ 参 ７ Ａ，
考 运 输 质 量 为 ４ ０ ｔ 参 考 运 输 尺 寸 为 １ １０ ｍｍ × ５ ， １ ０ ４ ９ ０ ｒｍ ×４９ ０ ｍｍ（ Ｘ宽 Ｘ高 ）， 究 结 果 表 明 ， ０ ｎ ５ 长 研
浅析直流换流站地网设计方法(一)
浅析直流换流站地网设计方法（一）摘要：本文参考交流变电站地网设计的方法，考虑特高压直流换流站在地网设计方面的特别之处，结合±800kV云广直流工程穗东换流站的实例，分析了直流侧设备接地短路、换流变压器对入地电流的分流作用以及在某些运行方式下直流侧不平衡电流对换流站地网设计的影响，找到了实用的换流站地网设计方法。
关键词：特高压；换流站；地网设计引言：换流站的接地网上连接着全站的高低压电气设备的接地线、低压用电系统接地、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及换流站维护检修时的一些临时接地体。
如果接地网设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过安全值规定，这会给运行人员和设备的安全带来威胁[1]。
相对于常规交流变电站，±800kV特高压直流换流站的接地网不仅需要经受巨大的交流工频短路电流、雷电冲击电流的考验，而且还要承受某些运行方式下的直流短路电流[2]，而在系统双极对称运行状态时，若接地极因故退出运行，则换流站的地网还将承受双极不平衡电流[3]。
因此特高压换流站的地网设计需要考虑更多的因素。
本文以±800kV穗东换流站为例，探讨了特高压直流换流站接地设计的实用方法。
1接地系统的参数指标接地系统的安全指标主要包括接地电阻、地电位升、接触电势和跨步电压，先将概念定义简单介绍如下[4]：地电位升（Grounding Potential Rise）：以无穷远处为零电位点的接地系统上的电压升高，以GPR为简写。
跨步电压（step voltage）：在双脚没有接触任何其它接地体的情况下，地表上距离为0.8米的两脚间的电位差。
接触电压（touch voltage）：身体接触到接地体时的GPR值与站立处的地表电位之间的差值。
网孔电压（mesh voltage）：接地网中的一个网孔中最大的接触电压。
接地电阻：为接地体的地电位升与通过接地体流入地中电流的比值。
2入地电流计算入地电流是决定地电位升的一个重要因素，是分析接地系统安全的重要参数。
巴西美丽山±800kV特高压直流送出二期工程欣古换流站“两厅一楼”在低邱垄岗地貌条件下的基础设计选型
巴西美丽山±800kV特高压直流送出二期工程欣古换流站“两厅一楼”在低邱垄岗地貌条件下的基础设计选型摘要：本文结合项目所处地巴西的工程技术规范、地形地貌、施工能力及经济条件，探讨巴西美丽山±800kV特高压直流送出二期工程欣古换流站“两厅一楼”基础设计选型过程，总结国际换流站工程中基础方案的可行性研究、经济性及工期等比选因素。
1 项目简介本工程是巴西第二大水电站——美丽山水电站（装机容量1100万千瓦）的送出工程，可将巴西北部的水电资源直接输送到东南部的负荷中心。
本工程送端是位于亚马逊平原的欣古换流站，受端是位于里约州的里约换流站，直流线路长度为2518km，输电能力400万千瓦。
该项目是美洲第二个特高压直流输电工程。
送端欣古换流站“两厅一楼”区域基础有以下特点：（1）欣古换流站控制楼和阀厅主要位于挖方区，场地原始标高在23~30m左右，场平后标高为23.15m，地基土主要为可塑~硬塑的沙质粘土，承载力140~260kPa左右。
（2）阀厅面积、高度、柱距均较大，阀厅轴线尺寸为83.5mX33m，高度为33.3m（屋架下弦28.5m）；由于换流变穿墙套管的影响，换流变压器两侧防火墙间距为10.5m和13.2m，阀厅钢柱柱距为5m~8.35m。
（3）控制楼层数和面积均较大，控制楼轴线尺寸为30.1mx32.3m，局部3层。
综合上述内容，欣谷换流站二期阀厅和控制楼基础荷载较大，高于一期项目的水平。
2 地质条件2.1地形地貌欣古换流站属于低丘垄岗地貌，地形略有起伏。
站址区一般自然高程13.2-33.8m。
2.2 地层岩性该项研究通过初步设计勘测获取了欣古站址各地基岩土层状况：（1-1）层为软塑的砂质粘性土，（1-2）、（2-1）层为可塑的砂质粘性土，以上均属于中软土；（1-3）、（2-2）层为硬塑状态的砂质粘性土，属于中硬土；（3-1）层强风化花岗岩和（3-2）层中等风化花岗岩，其中（2-2）、（3-1）或（3-2）层可作为桩端持力层。
特高压柔性直流换流站运行策略研究
Telecom Power Technology运营维护技术特高压柔性直流换流站运行策略研究张端宇（国网湖北省电力有限公司随州供电公司，湖北为实现换流站的协调控制，采用了分层控制，分别为系统调度层控制、柔性直流换流站层控制以及晶闸管器件层控制。
其中，柔性直流换流站层接收系统调度层的控制指令，控制换流站有功功率跟踪、无功功率跟踪、过电流抑制以及过电压抑制等。
柔性直流换流站层控制策略对电能质量的影响较大，分析了由模块化多电平变换器构成的换流器的数学模型，采用功率外环控制器与电流内环控制器构成的双环控制。
在仿真模型，仿真结果验证了控制策略的有效性。
柔性直流换流站；分层控制；双环控制Research on Operation Strategy of UHV Flexible DC Converter StationZHANG Duanyu(Suizhou Power Supply Company, Hubei State Grid Hubei Electric Power Co., Ltd., SuizhouAbstract: In order to realize the coordination and interconnection control of the converter station, the layered control system is adopted, namely the system scheduling layer, the flexible DC converter station layer and the converter 2023年12月10日第40卷第23期263 Telecom Power TechnologyDec. 10, 2023, Vol.40 No.23张端宇：特高压柔性直流换流站 运行策略研究以及三相电压的d 、q 轴分量；U cd 、U cq 为换流站三相桥臂电压的d 轴分量、q 轴分量；L 为交流侧滤波电感与桥臂电感的总电感；R 为桥臂等效电阻。
向家坝±800kV特高压换流站容性无功配置研究
ｂ ｋ ｎ ｕ ｎ ａ ｓａ ｄｓｂ—ｂ ｎ ｓｏ ｅｃ ｎｒ ｒｓ ｔ ｎ ｈ ａ ａ ｉｖ ｅｃｉｅｐｗ ｒｄｖｓ ｎ ｓｈ ｍｅｏ ｉｎｊ ｂ ａ ｋ ｆ ｏ ｅ ｅ ｔ ｉ ，ｔｅｃｐ ｃｔ ｅｒａ ｔ ｅ ｉｉｏ ｃ ｅ ｆＸａ ｇｉ ａＵＨＶ ｏ ｖｒ ｒＳａｉ ｈ ｔ ｔ ａｏ ｉ ｖ ｏ ｉ ａ ＤＣ Ｃ ｎｅ ｅ ｔｔ ｎ ｔ ｏ
ｄ ｒｎ ｈ ｔ ａ ｙ ｓａｅ ｃ ｎ ｔ ｎ。ａ ａｙ ｉｇ ｔｅ ｃ ｐ ｂｌｔ ｆｔｅ ＡＣ ｙ ｔｍ ｕ ｐ ｙｎ ｈ ａ ａ ｉｉｅ ｒａ ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｎ ｒｐ ｓｎ ｅ ｕｉ ｇｔ ｅ ｓｅ ｄ ｔｔ ｏ ｄｉｏ ｉ ｎ ｚｎ ｈ ａ ａ ｉｉ ｏ Ｉ ｌ ｙ ｌ ｓ ｓｅ ｓ ｐ ｌｉｇ ｔｅ ｃ ｐ ｃｔｖ ｅ ｃｉ ｖ ｏ ｒａ ｄ ｐｏ ｉｇ ｔ ｏ ｈ
・
√ ｛ ２
……（ －ｘ・ 一 ｃ ２急 ａ ｏ ｄ ｓ ａ
式中 ：如 Ｑ —— 换 流器 消耗 的无功 功率 ；
— —
额定 直 流电 流 ；
—
—
每个 ６脉动 阀组 理 想空载 直流 电压 ；
ｄ— — 相对 电感压 降 ；
１ 金 沙 江 一 期 工 程 送端 接 人方 案 简介
统提 供 容 性 无 功 能 力的 分析 ， 流 站 容 性 无 功 大 组 和 小 组 分 组 容 量 的 选择 ， 定 了 向 家坝 特 高 压 换 流 站 容 性 无 功 配 换 确
特高压换流站交流滤波场的研究
特高压换流站交流滤波场的研究摘要：介绍了±800kV特高压换流站交流滤波场的滤波过程和原理，并对滤波原理及保护技术原理进行了分析。
关键字：特高压换流站，交流滤波器，滤波原理，保护技术1 引言在直流输电系统中，直流控制系统产生谐波，给交流输电系统带来不良影响，且直流控制系统消耗无功功率。
因此，在直流系统中应投入交流滤波器。
交流滤波器由电容、电抗和电阻串并联组成，根据交流滤波器本身滤除谐波分量的频率大小，交流滤波器有不同的形式，其保护配置也不同[1]。
本文以某特高压换流站为例，详尽分析了±800kV特高压换流站的交流滤波场的滤波过程和原理以及保护技术。
2 交流滤波场简介2.1谐波的产生换流站的核心是换流器，其相当于一个谐波电流源。
谐波电流从换流站变压器的网侧注入交流系统，再从换流站交流母线向交流系统看进去的等值谐波阻抗ZL上产生压降，使换流站交流母线电压发生畸变，影响交直流系统的正常运行。
2.2交流滤波器的分类在特高压直流输电系统中，交流滤波器主要用来平衡系统的无功，主要有四种类型，SC，HP3，HP24/36，BP11/BP13，其中SC又分为带阻尼（SC-L）和不带阻尼（SC）。
HP为高通滤波器，HP3为滤除三次谐波的交流滤波器；BP为带通滤波器，BP11/13为滤除11次和13次谐波的交流滤波器。
2.3交流滤波器的配置文中换流站的换流器的脉动数为12，交流侧产生的谐波次数为12k±1（k为正整数），且特征谐波次数越高，其有效值越小。
增加整流器脉动数可以有效地消除某些特征次谐波，例如将6脉动增加到12脉动可以有效减少5次和7次谐波电流。
该换流站为“田”字型布置[2]，四大组交流滤波器，每大组装设5小组，共20小组。
其中，第一、四大组配置相同，第二、三大组配置相同；第一大组交流滤波器布置为BP11/13、HP24/36型交流滤波器各1组，SC并联电容器组3组；第二大组交流滤波器布置有BP11/13、HP3型交流滤波器各1组，SC并联电容器2组。
特高压换流站中500KV站用变应用GIL连接方案研究
特高压换流站中500kV站用变应用GIL连接方案研究本文还提出应用有源式电子式互感器来解决GIS常规互感器价格偏高的问题，力求在保证可靠性的前提下降低工程造价，并且有效解决特高压换流站站用变高压侧小变比CT的饱和问题，为特高压换流站GIS设备应用电子式互感器作出有益的尝试。
直流输电主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网，换流站是直流输电系统的核心，完成交流和直流之间的变换。
800kV换流站是目前国内电压等级最高的换流站，站用电一般考虑站内引接2回站用电源，站外引接1回站用电源。
站内2回站用电源接至站内交流GIS，电压等级为500kV，设置两台站用变压器，低压侧电压等级为10kV。
特高压换流站中500kV交流站用变与GIS连接的方式可采用架空连接和GIL连接等多种方式。
架空连接方式考虑GIS设备套管与站用变采用软导线或管母线连接，避雷器和电压互感器采用AIS设备，布置尺寸偏大。
GIS设备与站用变之间有明显的断开点，各类试验相对简单，检修方便。
GIL连接方式考虑变压器采用油-SF6气体套管与GIS设备通过气体绝缘母线(GIL)连接，不出现裸露的导体和引线，布置灵活紧凑，有利于提高设备的可靠性；但避雷器和电压互感器均需采用GIS设备，造价较高，因无明显的断开点，各类试验相对复杂，检修不便。
油-SF6气体套管根据电容芯子的材料可以分为两大类：OIP和RIP 两类。
油纸（OIP）套管的主绝缘为油浸纸电容芯子，电容芯子经真空干燥后由变压器油真空浸渍而成；OIP套管具有优良的电气性能，但由于该类套管在运行中可能出现油色谱超标、瓷件爆炸伤人、漏油污染环境及维护费用高等缺点，使OIP套管的应用受到了一定的影响；因此，上世纪60年代国外开始研究RIP干式套管，已克服了OIP套管的缺点。
环氧树脂浸纸（RIP）干式套管起主绝缘作用的电容芯子，是一个圆柱形电容器。
它是用绝缘纸和铝箔缠在套管的导电杆上，经真空干燥后浸渍环氧树脂，固化而成。
特高压换流站中500kV站用变应用GIL连接方案研究
特高压换流站中500kV站用变应用GIL连接方案研究特高压换流站中500kV站用变应用GIL连接方案研究直流输电主要应用于远距离大功率输电和非同步交流系统的联网换流站是直流输电系统的核心完成交流和直流之间的变换。
800kV换流站是目前国内电压等级最高的换流站站用电一般考虑站内引接2回站用电源站外引接1回站用电源。
站内2回站用电源接至站内交流GIS电压等级为500kV设置两台站用变压器低压侧电压等级为10kV。
特高压换流站中500kV交流站用变与GIS连接的方式可采用架空连接和GIL连接等多种方式。
架空连接方式考虑GIS设备套管与站用变采用软导线或管母线连接避雷器和电压互感器采用AIS设备布置尺寸偏大。
GIS设备与站用变之间有明显的断开点各类试验相对简单检修方便。
GIL连接方式考虑变压器采用油-SF6气体套管与GIS设备通过气体绝缘母线(GIL)连接不出现裸露的导体和引线布置灵活紧凑有利于提高设备的可靠性；但避雷器和电压互感器均需采用GIS 设备造价较高因无明显的断开点各类试验相对复杂检修不便。
2油-SF6气体套管简介油-SF6气体套管根据电容芯子的材料可以分为两大类：OIP 和RIP两类。
油纸套管的主绝缘为油浸纸电容芯子电容芯子经真空干燥后由变压器油真空浸渍而成；OIP套管具有优良的电气性能但由于该类套管在运行中可能出现油色谱超标、瓷件爆炸伤人、漏油污染环境及维护费用高等缺点使OIP套管的应用受到了一定的影响；因此上世纪60年代国外开始研究RIP干式套管已克服了OIP套管的缺点。
环氧树脂浸纸干式套管起主绝缘作用的电容芯子是一个圆柱形电容器。
它是用绝缘纸和铝箔缠在套管的导电杆上经真空干燥后浸渍环氧树脂固化而成。
RIP干式套管的制造和测试均达到或超过了IEC60137和GB/T4109的要求。
油-SF6套管大规模应用于核电站、水电站、抽水蓄能电站等工程中在交流500kV户内变电站中也有应用经验。
3换流站站用变回路配置方案GIS与站用变压器采用GIL连接后该回路避雷器和电压互感器由AIS改为GIS设备造价增加以下重点论述该回路避雷器和电压互感器的配置要求同时结合国内某特高压换流站交流场地整体布局对GIL连接方案和架空连接方案进行充分的技术经济比较。
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特高压换流站设计方案研究
摘要：目前，我国已有三十余条直流输电工程建成投运，直流工程运维检修
工作日益繁重，直流输电系统结构及控制保护策略复杂，因此对运行检修人员的
运行操作和检修维护要求也更加专业。
为了研究直流系统运行特性与检修维护测试，需要搭建仿真培训系统。
直流仿真培训系统一般分为两种：一种由硬件与软
件构成，如由实时数字仿真（realtimedigitalsimulation,RTDS）和控保装置构成，也有采用RTLAB或者HYPERSIM和控保装置构成，但此种仿真系统设备多且
结构复杂；另一种由纯软件构成，如在PSCAD/EMTDC中根据工程程序搭建控保逻辑，但该种仿真系统所建模型与实际控保逻辑存在较大差异，且无法像工程物理
模型一样，为用户提供详细的系统状态信息。
关键词：特高压；换流站；设计方案
引言
特高压直流输电技术具有输送容量大、输电距离远和控制性能强等优点，在
电能的远距离传输及区域电网互联中发挥了举足轻重的作用，变电站站用电系统
作为特高压换流站的辅助系统，是换流站安全可靠运行的重要保证，其保护配置
及定值配合对防止事故发生和扩大起着关键性作用。
目前，换流站站用电系统属
于低压部分，其保护配置及定值整定工作由调度部门依托网省检修公司自行整定，站内不同电压等级站用变压器保护配置、电流互感器（ＣＴ）选型及定值配合缺
乏理论依据，同时换流站对站用变压器（以下简称“站用变”）保护的灵敏性和
可靠性要求更高。
因此，站用电系统保护配置及定值整定配合的正确性是保证换
流站站用电系统安全运行的先决条件。
1直流换流站仿真培训系统简介
仿真培训系统目的是实现运行人员培训功能，为通过运行人员控制系统（以
下简称后台系统）的各种功能操作高压直流输电系统提供一个培训设施。
一个典
型两端特高压直流系统全软件仿真培训系统（可以扩展为多端仿真培训系统）的
整体结构。
它主要由两个换流站的培训工作站、仿真服务器和连接它们的局域网（localareanetwork,LAN）组成。
两台培训工作站分别为整流站和逆变站的后台
系统工作站。
2换流站站用电系统保护配置及定值整定特点
由于换流站涉及不同电压等级站用变压器，站用变引接电源电压等级及容量
都高于常规500ｋＶ变电站，现行有关条文对特高压换流站站用变保护配置原则
的针对性不强，其一次接线和二次保护配置等方面的设计与变电站亦有不同之处。
因此，其保护配置及上下级保护定值整定配合要综合考虑站用电系统接线、设计
规程要求、系统运行方式以及轮换检修等因素，从实际情况出发，综合考虑和论
证设备选用参数和保护配置范围，满足站用电系统灵活多样的运行方式需要，确
保系统保护的可靠性、速动性、灵敏性和选择性。
3特高压换流站设计方案
3.1定竖向布置方式
站区竖向布置方式是换流站土石方计算的大原则。
首先应该考虑的是满足工
艺要求和顺应总平面布置方案。
对于自然地形的合理利用，主要是在做竖向布置
方案时站区的高低趋势尽量与原自然地形协调，避免高挖高填。
对于自然地形较
为陡峭、高差较大的区域，采用台阶式布置也是为了降低挖填方高度。
土石方自
平衡是土石方设计的一般方案，但对于洪涝地区大多数情况都需要将站区整体抬
升到设计洪水位以上，而且这些地区以平原河滩为主，因此必须外购土石方以满
足设计标高或着采用防洪堤坝等措施。
对于强盐渍土、淤泥等不适宜回填的填料
会有外弃的问题。
还有一些站址距离公路较近，道路引接坡度不能满足大件运输
要求，这时也有外弃土方降低站区设计标高或着优化进站道路路径满足大件运输
要求的不同方案。
以上这些问题都需要做多方案比选论证，最终还是以技术经济
综合较优的方案作为工程方案，所以土石方设计并非必须自平衡。
3.2一次设备仿真系统方案设计
依据实际工程主接线图和主回路参数等信息，使用PSCAD自带元件库对换流
变压器、换流器、直流线路等关键直流场设备进行仿真建模，调整模型参数使其
外部特性与特高压直流换流站内一次设备高度一致，同时建立交流系统等值网络，保证交流系统对直流系统外特性与实际工程高度一致。
采用自主研发的DCSIM模
块对现场层测控装置和部分一次设备（如刀开关、断路器等）进行模拟，与PSCAD一次仿真模型一起配合，完成对直流输电工程现场层的所有测控设备和刀
开关、断路器、换流阀等一次设备的仿真。
3.3确定初平设计范围
如前所述，初平设计的范围涵盖了边坡挡墙、进站道路、站外防排洪设施、
给排水设施，而且其竖向设计标高必须高于站址区域的设计洪涝水位，因此必要
的水文、地质、地形图资料不可或缺。
电气总平面决定了站区场平的边界，在初
平设计前也必须予以确定。
对于梯田、陡坎较多或着地形起伏较大的区域，1：500的地形图精度较高，对于土石方的精确计算极为重要。
对于地形较为平坦，
地貌较为单一的区域，虽然1：1000的地形图亦可满足设计要求，但采用1：500
的地形图测绘成本相较于地形地貌复杂的地区增加幅度有限。
因此建议采用1：500的地形图作为初平设计的基础资料。
初平设计应以满足施工图设计深度要求
的地质资料为依据。
由于土石方的松散系数是个极为重要的设计参数，因此在初
设和施工图阶段的岩土工程勘察报告均需根据场地土的性质明确在击实工况下的
最大干密度，以此为依据推算场地土的松散系数。
对于纳入初平范围的站外防排
洪设施、给排水设施、进站道路、站外临建等设施，在初平设计时虽然可以不做
详细的施工图设计，但是其产生的土石方工程量必须予以准确计算。
边坡挡墙、
水工管线等在初平阶段予以实施的构筑物会产生相应的基槽余土，此部分工程量
对站区的整体平衡会有影响，亦应准确计算。
3.4踪初平施工过程
为保证设计意图的准确执行，在场地初平施工期间应定期跟踪现场情况，跟
踪内容包括但不限于：边坡开挖的坡率、范围与图纸的符合性；填土碾压的压实
度与设计要求的符合性；强夯引起的附加沉降量与设计计算的符合性；表土清理
回填工程量与设计计算的符合性等。
以上各项跟踪内容均是现场实际施工情况与
设计意图容易产生出入的部分。
初平施工虽然工序较为简单，但场地大、情况复杂。
一个换流站的土石方平衡情况与设计意图是否准确贴合，在开工初期很难判断。
根据多数已建换流站的施工情况，一般在场平进行到一多半的时候可以对整个场地的土石方真实平衡情况做出初步判断，因此建议在施工单位上报进度达到70%的时候要求其对场地现状进行复测，并将复测结果以及相关施工资料返回设计进行核实。
如确与设计意图出现较大出入，在这个阶段尚具备调整初平设计标高的条件。
结束语
本指导书结合近年来实际工程实例，基于常规土石方平衡计算原则和施工情况统一了土方平衡计算原则和控制要点，已期为后续工程总结经验、提高设计水平，尽可能地减少土方量计算的误差，有效的控制填挖方量、合理的降低工程造价，为最终实现工程的顺利投产做出应有的贡献。
参考文献
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