（江苏省送变电公司211102）
摘要：近年来我国经济呈现出快速发展的趋势，而电力在其中扮演着不可缺少的角色。就我国的电力分布而言，呈现出极不均等的状态，为此国家开展了“西电东输”“南北互供”这些远距离、大容量的工程，特高压输电已经成为各个国家在科技前沿的重点研究项目。而特高压输电的安全问题也同样引起重视。本文主要对特高压直流输电系统换流站故障过电压现象进行了简要的研究与分析。
关键词：特高压；直流；输电系统；换流站；故障；过电压
1、特高压直流线路过电压的研究意义
现阶段，世界能源供应依然化石能源为主，而由于世界能源发展长期过度依赖化石能源，导致资源紧张、气候变化、环境污染等问题日益突出，严重威胁人类生存发展，亟待解决。在中国，能源资源与能源需求呈现出明显的逆向分布，客观上需要能源的大范围优化配置，必然需要远距离、大容量输电，这也为特高压输电技术带来重要的发展契机。特高压输电技术是指交流电压等级1000KV及以上、直流电压等级±800KV及以上的输电技术，其中持高压直流输电具有输电电压高、输送容量大、线路走廊窄等突出优势，适合于远废离、大容量输电场合。现有研究也可以充分预测，大区内1000KV特高压交流电网环网，大区域之间通过±800KV或±1100KV特高压直流电网互联，将成为中国未来电网的主网架结构。
2、对特高压直流避雷器的研究
2.1、对老化的研究
在对直流进行研究的过程中，主要应该实施三个重要的实验，分别为直流作用下的加速老化实验、阀侧实验以及桥侧实验。加速老化试验是其中最为苛刻的一个实验，所以进行该项试验是非常有必要的。模拟实验工程是最为直接的一种进行老化试验的研究方式，它可以对整个工程进行很好的模拟，提供设备运行过程中的实际电压，从而测定出其老化速度。但是由于模拟实际工程造价太高，所以通常情况下很难进行，因此通过试验研究，建立与之等效且易于实现的加速老化的试验方法是很有必要的。
2.2、对抗污能力的研究
在对避雷器的研究过程当中，最为重要的一项内容便是不断增强其的抗污能力。因为在污秽条件下，避雷器局部阀片会发生升温现象，从而很容易造成一定的安全隐患。在进行抗污试验过程的时候，避雷器的外部的闪络主要是有其外部的爬电距离所决定的。然而，升温也会子啊不同的污秽条件下会具有非常明显的不同，从而影响对避雷器参数的选取，最终对结果的准确性造成一定的影响。这就需要引出人工污秽实验，并对避雷器内部阀片的温升进行测定，通过对避雷器抗污的特性研究进行设计。
除了以上所说的之外，相关的工作人员还应该在特高压直流试验基地建立起一个环境实验室和相关的污秽实验室，在该实验室当中，工作人员可以充分利用避雷器温度光纤测试系统，并且对照IEC和GB11032为标准来对直流系统的避雷器进行抗污能力的详细分析与研究。
2.3、对均流特性的研究
由于避雷器在直流系统中的吸收能力强，需要降低保护设备的绝缘水平，采用多柱并联结构。因此，能量的正常分布成为其稳定运行的关键。不同的阀套与程序会影响电流的分布，不同的参数控制偏差是否会影响电流的分布。在电流均衡分布方面，研究不同阀门和不同参数的控制具有重要意义。所以利用特高压直流试验基地的均流特性试验设备对该项专题进行研究，利用相关公式和电流分布不均匀系数β对各种配组方案进行实验研究。
2.4、对动作负载性能和过电压耐受的研究
在实际操作过程当中，由于设备安装的具体位置存在很大的不同，所以其对电压的实际承载能力也存在很大的差异。就我国目前的情况来看，运行电压的波形存在一定的复杂性，可以我国目前对于暂时过电压耐受性能的相关研究还很缺乏。在此背景之下就只能通过厂家来充分结合具体的实际情况来对特高压直流系统的运行状况进行电压耐受性能和动作负载性能的具体研究，进一步提出更加科学合理的方法。
2.5、换流站主要避雷器描述及参数
以云南-广东800kV特高压直流输电工程为例，换流站主要布置的避雷器描述如下表所示。
换流站主要避雷器的描述
3、换流变阀侧单相接地短路故障
当换流阀侧发生单相接地故障时，必须使直流滤波器和直流磁极上的能量释放，从而引起过电压。整流侧和逆变侧在换流阀侧单相接地故障时，阀的保护动作不同。整流侧换相变单相接地故障，直流线路直流电流小于中性母线上的直流电流，换流阀差动保护动作闭锁和逆变器侧锁存信号。逆变侧的换流阀一侧的单相接地故障仅在发生直流电流小于交流电流时，阀短路保护动作闭锁。
当发生整流侧换流变阀侧单相接地故障的时候，对非故障极极线路直流电压的具体计算如下表所示。通过对下表数据的观察可以发现，上组高压端Y/Y绕组端子(52)处发生单相接地故障时过电压水平最高为915kV，平波电抗器、中性母线以及接地极线处均有较高的过电压，但是其中只有中性母线处的避雷器动作而且能耗不是很大。
整流侧换流变阀侧单相接地故障电压幅值
当逆变侧换流变阀侧单极发生接地故障的时候，应该计算非故障极极线直流电压，逆变侧同样是上组高压端Y/Y绕组端子(52)处发生单相接地故障时过电压水平最高为907kV，这一特性与整流侧一样。
总而言之，特高压直流线路通常不可避免会经过中国西部地区，而我国西部地区地形多为山地、高原，直流线路可能会地处或者经过高海拔地区，高海拔条件又给特高压直流输电系统的过电压保护和绝缘配合提出了更高的要求。对于特高压直流输电线路，线路故障过电压是确定其绝缘水平的重要依据。
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