[发明专利]基于改进间隙系数的直流阀厅最小空气净距计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于改进间隙系数的直流阀厅最小空气净距计算方法，尤其涉及一种确定直流输电系统中换流站、整流站、逆变站阀厅内电气设备的空气净距的方法，属于输变电工程直流输电线路设计领域。

背景技术

直流阀厅是指直流输电系统中换流站、整流站、逆变站的放置换流阀、整流阀、逆变阀的专用场所。直流阀厅内的各电气设备（如阀、套管、变压器）之间以及设备与墙体或地面之间的空气间隙距离，称为空气净距。空气净距对工程造价有重要影响，是设计直流阀厅时必须考虑的因素。空气净距一般由间隙的雷电和操作冲击放电电压决定。对±500kV及以上电压等级直流阀厅，由操作冲击放电电压决定的空气净距一般小于由雷电冲击放电电压决定的净空距离。

目前，工程设计中广泛采用的由操作冲击放电电压决定的直流阀厅最小空气净距的计算方法如下：

（1）得到标准大气条件下，所考虑的空气间隙需耐受的过电压U_w-corr。U_w-corr的计算公式为

Uw-corr=kmUwKt(1-2σ)---(1)]]>

其中U_w为阀厅典型气象条件下电气设备的操作冲击绝缘水平；k_m是设计裕度；K_t是大气修正系数；σ为间隙放电电压的变异系数，对操作冲击，σ取6%。

（2）计算最小空气净距。最小空气净距计算公式为

L=Uw-corr500K0.6---(2)]]>

其中d为最小空气净距，单位为m；K为表征电极形状特性的间隙系数，不同的系数代表不同的电极类型，一般选择如下：线——板间隙K＝1.15，导线——导线间隙K＝1.3，棒——棒间隙K＝1.4。

上述方法中，间隙系数的取值主要针对棒——板、棒—棒、线——板等常规间隙，对大量阀厅内实际存在的间隙类型与电极结构，如球——板或均压环——板间隙未予考虑；对某种确定的电极结构，间隙系数只有一种取值，没有考虑间隙距离和电极尺寸等变量对间隙系数取值的影响。上述计算方法比较粗糙，误差较大。

间隙系数K的取值与空气净距直接相关，空气净距的大小直接影响到阀厅尺寸，进而影响工程造价。为保证设备与人身安全，上述方法在使用中需要留有较大裕度，大大增加了工程投资。

近年来，我国直流输电工程越来越多。工程设计迫切需要一种能够考虑阀厅实际间隙类型与电极结构、电极尺寸等多种因素的间隙系数取值方法与最小净空距离计算方法。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于改进间隙系数的直流阀厅最小空气净距计算方法，考虑阀厅内的间隙类型、电极尺寸、间隙距离、气象条件和海拔高度等，通过引入改进间隙系数，利用现有的比较成熟的气象条件和海拔高度修正方法，便捷地确定安全的直流阀厅空气最小净空距离。

本发明提出的基于改进间隙系数的直流阀厅最小空气净距计算方法，包括以下步骤：