[发明专利]一种特高压直流工程换流变压器短路阻抗设计方法

说明书

本发明涉及一种特高压直流工程换流变压器短路阻抗设计方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定特高压直流工程的系统参数和主回路计算参数；2)根据得到的特高压直流工程的系统参数和主回路计算参数，以及换流变压器短路阻抗假设值，开展特高压直流工程的主回路计算，确定边界条件，得到换流变压器短路阻抗值的初步推荐值；3)对换流变压器短路阻抗的初步推荐值进行校核，得到各影响因素下换流变压器短路阻抗备选集；4)选取各换流变压器短路阻抗备选集的交集，得到优化后的换流变压器短路阻抗值。本发明解决了现有短路阻抗的设计更多依赖主观且考虑不全面的问题，可以广泛应用于特高压直流输电技术领域。

技术领域

本发明涉及特高压直流输电技术领域，特别是关于一种特高压直流工程换流变压器短路阻抗设计方法。

背景技术

换流变压器短路阻抗是确定整个直流系统整体设计方案的重要输入条件，换流变压器短路阻抗的合理选择，可以使得换流变压器本身的损耗、造价、尺寸等技术参数达到最优，同时又能与换流阀等设备能力相配合满足直流系统的要求。根据直流系统要求及换流变压器的制造能力，确定影响换流变压器短路阻抗的主要影响因素为：短路电流、短路耐受能力、漏磁通量和可能发生的局部过热以及运行可靠性，短路阻抗的合理设计使得其能够耐受所有应力以及其将面临的所有运行工况。同时，短路阻抗的选择也将影响换流变压器的成本，将换流变压器设计为接近其自然阻抗可最有效地利用原材料并且使损耗最小。对于特高压直流工程换流变压器而言，运输限制也是设计换流变压器短路阻抗值时需考虑的一个重要因素，因此合理选择换流变短路阻抗在特高压直流工程设计中显的尤为重要。然而，目前针对短路阻抗设计的研究中，往往没有量化的指标和迭代的设计方法，仅凭借设计人员的主观感觉和运输限制要求确定换流变压器的阻抗，这样选择的阻抗往往不是最优阻抗。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种特高压直流工程换流变压器短路阻抗设计方法，能够较为全面覆盖影响换流变压器短路阻抗选择的因素，使得短路阻抗选择集更为完备。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种特高压直流工程换流变压器短路阻抗设计方法，其特征在于包括以下步骤：1)确定特高压直流工程的系统参数和主回路计算输入参数；2)根据得到的特高压直流工程的系统参数和主回路计算输入参数，以及一组换流变压器短路阻抗假设值，开展特高压直流工程的主回路计算，确定边界条件，得到换流变压器短路阻抗值的初步推荐值；3)分析影响换流变压器短路阻抗选择的因素，对换流变压器短路阻抗的初步推荐值进行校核，得到各影响因素下换流变压器短路阻抗备选集；4)根据得到的各影响因素下换流变压器短路阻抗备选集，选取各换流变压器短路阻抗备选集的交集，作为特高压直流输电工程换流变压器的短路阻抗优选值。

所述步骤1)中，所述特高压直流工程的系统参数包括系统的接线方式、系统运行方式、运行控制模式、直流电压、输送能力以及降压方式和降压比例；所述主回路计算参数主要包括额定空载直流电压、最大空载直流电压、系统最大电流、系统最小电流、额定直流电流、不同负荷下的电压和电流以及换流变压器额定参数。

所述步骤3)中，换流变压器短路阻抗的各备选集的确定方法包括以下步骤：①根据晶闸管换流阀能够承受的最大短路电流水平，确定换流变压器短路阻抗的短路电流要求备选集；②根据铁路和公路运输条件的限制，确定换流变压器短路阻抗的运输条件要求备选集；③根据换流阀的换相要求，确定换流变压器短路阻抗的换相要求备选集；④根据无功补偿容量及谐波电流幅值的要求，确定换流变压器短路阻抗的无功补偿要求备选集；⑤根据换流站的绝缘水平要求，确定换流变压器短路阻抗的绝缘配合要求备选集；⑥根据换流变压器及相关设备的制造成本要求，确定换流变压器短路阻抗的成本要求备选集。