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摘要：在±800kv特高压直流输电系统换流站很容易发生短路的故障，在其中有很多电感性和电容性组件，当发生短路的时候十分容易引起电压现象。在研究各种故障和操作情况下电压所具有的特性，对于系统的稳定运行来说十分有意义。本文介绍在特高压直流输电系统中换流站避雷器在其中的具体配置情况，说明计算条件得出计算原理与系统的主要参数，最后阐述故障的计算和仿真。
关键词：输电系统;换流站;故障研究;过电压
引言：根据我国目前的经济发展趋势和资源的分布情况所呈现出来逆向分布这样的基本国情，把我国的西部地区所具有的部分能源资源将其逐渐的转换成电能，最终将其输送的我国经济比较发到的中东部分地区，这样不但可以有效保障经济的快速增长，而且区域的环保压力也可以得到有效缓解。在一些长距离和大规模的输送电能方面，针对特高压直流输电来说具有着十分明显的优势。所以，不断的发展和建设特高压直流输电工程能具有着十分重要的意义。
一、换流站避雷器在特高压直流输电系统中的配置
特高压直流输电系统和传统的高压直流输电系统相同，都是通过使用整流站，把输送端的交流电能经过有效变化，使其成为直流电能，并依靠相关的输电线路将其不断的输送到接受端。之后在这样的基础上利用逆变站将其全部转化为交流电能，让所有的电能被送到最终的负荷端。所以，针对特高压直流输电系统来说，具体是否可以稳定安全的一直运行下去直接受到换流站运行的影响。
在整个换流站中，其中电感性和电容性的组件十分多，如果在实际运行的时候出现了短路等故障时，这样的情况下十分容易导致电压方面的问题出现，甚至严重的时候换流站的运行还会受到严重的危害。对于MOA来说，还可以将其称之为金属氧化物避雷器，它可以对特高压直流输电系统因为各种类型的故障和操作所导致的暂态过电压进行有效的限制，实际选取MOA具体参数的时候，主要是在成本和绝缘配合角度这两个方面来进行，之后在通过暂态计算最终进行确定。
（一）布置避雷器的原則
实际对换流站MOA进行布置的时候，要严格的按照其基本原则来进行，对于MOA布置的基本原则来说，主要是很多过电压会产生在交流侧，这些电压都要尽最大程度使用交流侧的MOA来进行限制。同理，直流侧线路MOA和中性母线MOA以及直流母线MOA主要是用来限制直流侧所产生的过电压。其中有很多设备需要重点保护，因此实际保护时应该由紧靠设备的MOA进行直接保护，比如交流和流阀以及直流滤波器设备，这些设备进行保护的时候都应该由各自的MOA进行保护。在实际的工程当中，需要在设备的安全得到保护以及布置MOA时具体原则的基础上，对MOA的具体配置进行最大程度的简化。
（二）云广特高压直流输电工程中避雷器的具体布置方案
针对云广地区的±800 kv的特高压直流输电系统来说，其换流站大部分所使用的都是无间隙氧化锌的避雷器，实际布置送端和受端的500kv交流侧避雷器的时候，一般和布置常规的±500kv的高压直流输电交流侧大致相同，每一条交流滤波器的母线和每一台换流变侧以及每一回500kv出现，一般情况下都会布置出一组避雷器。经过不断的计算和研究雷电的侵入波，云广地区的特高压直流输电工程在换流站的交流场中的两条目前都不能将避雷器进行装设。
实际布置云广换流站的单极避雷器的时候，具体的方式和其他一些运行的特高压直流工程十分相似。其具有的差别主要体现在上组12脉动换流单元。针对云广特高压直流输电工程来说，将A2避雷器布置在了最高端 换流变阀侧绕组和地之间，这样的措施让其具体的操作绝缘水平得到了很大的降低，并使空气间隙得到了减小。同时将C2型的避雷器配置在整个上组的12脉动换流单元，实际上是因为将上组的400kv单元在实际进行单独运行时具体的绝缘水平进行了充分考虑。
二、计算的条件
（一）计算的原理
针对直流输电工程的换流器来说，实际上使用的是半可控硅器件，如自动进行关断的能力并不具备。因为对串联元件所具有的误差进行充分考虑，晶闸管对其阻断能力进行恢复的时间最小的息弧角min具体为10 。对于逆变器的关断角γ的计算方式来说，主要为逆变器关断角γ计算方式为：
在这个公式中，其中ɑ所表示的是整流器的触发角，而其中的β表示的则是触发越前角，ɑ和β相加为 ，β为μ和γ相加。μ所表示的是换相角， 所表示的是直流电流，而 主要表示的则是换相点抗。换流母线线电压的实际有效值用式中的 来进行表示，换流电压器变比则使用K来进行表示。
在特高压直流输电工程中，每极双12脉动串联接线方式，对于每一个12脉动的换流器同时又由2个6脉动直接串联而成，在6脉动换流器实际进行运行的时候，其直流电压是：
在这两个式子中，其中 和 所表是的是整流器与逆变器理想空载的直流电压。为其中的X 和X 所表示的是等值的换相点抗，比换压降用d 和d 来进行表示 ，特高压直流输电工程逆变站和整流站极对地电压为：
在这两个公式中，其中逆变站和整流站压器阀侧空载线电压的实际有效数值使用 来进行表示。每站的每极6脉动换流器的实际个数使用n进行表示。逆变站与整流站每相的换相电抗分别使用 来进行表示。
（二）系统的主要参数
云广的±800kv特高压直流输电工程的逆变侧和整流侧交流系统的额定运行电压都是 ，其中的额定直流电压的实际等级是 kv，而直流额定功率是 。云广特高压直流输电工程和一些常规的高压直流输电相比较，它是在中性母线和极母线上将感值是150 的平波电抗器进行分别布置。针对这样的平波电抗器来说，主要是串联两个干式平波电抗器，逆变侧和整流侧换流站平波电抗器具体的参数和实际的布置方式基本相同。通过这样的方式，不但可以对高电位换流器实际的绝缘保护水平进行降低，而且让12 脉动换流器极母线处和中点处的谐波含量得到有效的减少。
三、故障的仿真
（一）整流侧故障的仿真
针对中性母线受到整流侧阀顶故障来说，在实际发生故障的时候，整流侧对故障所做出的反应要远远早于逆变侧对故障做出的反应。经过不断的仿真计算可知，中性母线故障的时候，在负极线路的出口产生的电压达到 。而对于其他的各个点来说，过电压的水平并不是十分高，在换流器中的各个避雷器也没有做出相应的动作。
（二）逆变侧故障的仿真
针对中性母线受到逆变侧阀顶故障来说，在实际发生故障的时候，逆变侧对故障所做出的反应要远远早于整流侧对故障做出的反应。经过大量的计算可知，中性母线故障的时候，其中过电压的实际水平并不是十分高，过电压在逆变侧负极线出口出现的时刻要早于整流侧，但是其幅值却并没有整流侧高。在整个换流站中，只有中性母线避雷器动作，但是实际上所产生的能耗并不是十分高。
结束语：使用相关软件将云广特高压支流输电工程的模型完整的建立起来，对换流变阀侧单相接地短路故障以及换流站中换流器阀顶对中性母线的短路故障进行仿真分析，得出逆变器和整流侧在换流变阀侧单相接地故障的时候，高压端 绕组端子部位出现单相接地故障的时候，其中的过电压表现的水平最高，而且在整个整流侧故障中避雷器动作的只有中性母线。
参考文献：
[1]裴旵，吕思颖，秦昕，要航. 特高压直流输电系统换流站故障过电压研究[J]. 电力系统保护与控制，2016，44（12）：149-154.
[2]裴旵. 特高压直流输电系统接地故障过电压特性研究[D].广西大学，2016.
关键词：输电系统;换流站;故障研究;过电压
引言：根据我国目前的经济发展趋势和资源的分布情况所呈现出来逆向分布这样的基本国情，把我国的西部地区所具有的部分能源资源将其逐渐的转换成电能，最终将其输送的我国经济比较发到的中东部分地区，这样不但可以有效保障经济的快速增长，而且区域的环保压力也可以得到有效缓解。在一些长距离和大规模的输送电能方面，针对特高压直流输电来说具有着十分明显的优势。所以，不断的发展和建设特高压直流输电工程能具有着十分重要的意义。
一、换流站避雷器在特高压直流输电系统中的配置
特高压直流输电系统和传统的高压直流输电系统相同，都是通过使用整流站，把输送端的交流电能经过有效变化，使其成为直流电能，并依靠相关的输电线路将其不断的输送到接受端。之后在这样的基础上利用逆变站将其全部转化为交流电能，让所有的电能被送到最终的负荷端。所以，针对特高压直流输电系统来说，具体是否可以稳定安全的一直运行下去直接受到换流站运行的影响。
在整个换流站中，其中电感性和电容性的组件十分多，如果在实际运行的时候出现了短路等故障时，这样的情况下十分容易导致电压方面的问题出现，甚至严重的时候换流站的运行还会受到严重的危害。对于MOA来说，还可以将其称之为金属氧化物避雷器，它可以对特高压直流输电系统因为各种类型的故障和操作所导致的暂态过电压进行有效的限制，实际选取MOA具体参数的时候，主要是在成本和绝缘配合角度这两个方面来进行，之后在通过暂态计算最终进行确定。
（一）布置避雷器的原則
实际对换流站MOA进行布置的时候，要严格的按照其基本原则来进行，对于MOA布置的基本原则来说，主要是很多过电压会产生在交流侧，这些电压都要尽最大程度使用交流侧的MOA来进行限制。同理，直流侧线路MOA和中性母线MOA以及直流母线MOA主要是用来限制直流侧所产生的过电压。其中有很多设备需要重点保护，因此实际保护时应该由紧靠设备的MOA进行直接保护，比如交流和流阀以及直流滤波器设备，这些设备进行保护的时候都应该由各自的MOA进行保护。在实际的工程当中，需要在设备的安全得到保护以及布置MOA时具体原则的基础上，对MOA的具体配置进行最大程度的简化。
（二）云广特高压直流输电工程中避雷器的具体布置方案
针对云广地区的±800 kv的特高压直流输电系统来说，其换流站大部分所使用的都是无间隙氧化锌的避雷器，实际布置送端和受端的500kv交流侧避雷器的时候，一般和布置常规的±500kv的高压直流输电交流侧大致相同，每一条交流滤波器的母线和每一台换流变侧以及每一回500kv出现，一般情况下都会布置出一组避雷器。经过不断的计算和研究雷电的侵入波，云广地区的特高压直流输电工程在换流站的交流场中的两条目前都不能将避雷器进行装设。
实际布置云广换流站的单极避雷器的时候，具体的方式和其他一些运行的特高压直流工程十分相似。其具有的差别主要体现在上组12脉动换流单元。针对云广特高压直流输电工程来说，将A2避雷器布置在了最高端 换流变阀侧绕组和地之间，这样的措施让其具体的操作绝缘水平得到了很大的降低，并使空气间隙得到了减小。同时将C2型的避雷器配置在整个上组的12脉动换流单元，实际上是因为将上组的400kv单元在实际进行单独运行时具体的绝缘水平进行了充分考虑。
二、计算的条件
（一）计算的原理
针对直流输电工程的换流器来说，实际上使用的是半可控硅器件，如自动进行关断的能力并不具备。因为对串联元件所具有的误差进行充分考虑，晶闸管对其阻断能力进行恢复的时间最小的息弧角min具体为10 。对于逆变器的关断角γ的计算方式来说，主要为逆变器关断角γ计算方式为：
在这个公式中，其中ɑ所表示的是整流器的触发角，而其中的β表示的则是触发越前角，ɑ和β相加为 ，β为μ和γ相加。μ所表示的是换相角， 所表示的是直流电流，而 主要表示的则是换相点抗。换流母线线电压的实际有效值用式中的 来进行表示，换流电压器变比则使用K来进行表示。
在特高压直流输电工程中，每极双12脉动串联接线方式，对于每一个12脉动的换流器同时又由2个6脉动直接串联而成，在6脉动换流器实际进行运行的时候，其直流电压是：
在这两个式子中，其中 和 所表是的是整流器与逆变器理想空载的直流电压。为其中的X 和X 所表示的是等值的换相点抗，比换压降用d 和d 来进行表示 ，特高压直流输电工程逆变站和整流站极对地电压为：
在这两个公式中，其中逆变站和整流站压器阀侧空载线电压的实际有效数值使用 来进行表示。每站的每极6脉动换流器的实际个数使用n进行表示。逆变站与整流站每相的换相电抗分别使用 来进行表示。
（二）系统的主要参数
云广的±800kv特高压直流输电工程的逆变侧和整流侧交流系统的额定运行电压都是 ，其中的额定直流电压的实际等级是 kv，而直流额定功率是 。云广特高压直流输电工程和一些常规的高压直流输电相比较，它是在中性母线和极母线上将感值是150 的平波电抗器进行分别布置。针对这样的平波电抗器来说，主要是串联两个干式平波电抗器，逆变侧和整流侧换流站平波电抗器具体的参数和实际的布置方式基本相同。通过这样的方式，不但可以对高电位换流器实际的绝缘保护水平进行降低，而且让12 脉动换流器极母线处和中点处的谐波含量得到有效的减少。
三、故障的仿真
（一）整流侧故障的仿真
针对中性母线受到整流侧阀顶故障来说，在实际发生故障的时候，整流侧对故障所做出的反应要远远早于逆变侧对故障做出的反应。经过不断的仿真计算可知，中性母线故障的时候，在负极线路的出口产生的电压达到 。而对于其他的各个点来说，过电压的水平并不是十分高，在换流器中的各个避雷器也没有做出相应的动作。
（二）逆变侧故障的仿真
针对中性母线受到逆变侧阀顶故障来说，在实际发生故障的时候，逆变侧对故障所做出的反应要远远早于整流侧对故障做出的反应。经过大量的计算可知，中性母线故障的时候，其中过电压的实际水平并不是十分高，过电压在逆变侧负极线出口出现的时刻要早于整流侧，但是其幅值却并没有整流侧高。在整个换流站中，只有中性母线避雷器动作，但是实际上所产生的能耗并不是十分高。
结束语：使用相关软件将云广特高压支流输电工程的模型完整的建立起来，对换流变阀侧单相接地短路故障以及换流站中换流器阀顶对中性母线的短路故障进行仿真分析，得出逆变器和整流侧在换流变阀侧单相接地故障的时候，高压端 绕组端子部位出现单相接地故障的时候，其中的过电压表现的水平最高，而且在整个整流侧故障中避雷器动作的只有中性母线。
参考文献：
[1]裴旵，吕思颖，秦昕，要航. 特高压直流输电系统换流站故障过电压研究[J]. 电力系统保护与控制，2016，44（12）：149-154.
[2]裴旵. 特高压直流输电系统接地故障过电压特性研究[D].广西大学，2016.