2024绝缘配合第12部分：高压直流换流站（LCC）绝缘配合应用导则

（LCC）（LCC）12II目 录前 言 II引 言 III1范围 12规性用件 13术、义符和略语 14典高直换站置图 35运中电和电压 5流不位的续运电压 5大值续行压（PCOV）和值续行电（CCOV） 8电来和型 10时谐过压 11波过压 12波、快前陡波过压 156避器性应力 15雷特性 15雷规范 16雷应力 186.4护略 286.5障件避器力汇总 317绝配计程序 337.1概述 33避器求 33代性电（Urp） 33配耐电（Ucw）的定 33要耐电（Urw）的定 33规耐电（Uw）的定 33换变侧组SIWV/LIWV比值 338研工和统型 378.1概述 378.2 研方及具 378.3系模型 38附录A 42附录B 43附录C 59参考献 69IIIIII引 言GB/T——第1部分：定义、原则和规则。目的在于确立绝缘配合定义、原则和规则。——第2部分：使用导则。目的在于对正确执行第1部分提供使用指导。——第3部分：高压直流换流站绝缘配合程序。目的在于对高压直流换流站的绝缘配合提供指导。——第4部分：电网绝缘配合及其模拟的计算导则。目的在于确定绝缘配合数字化计算的导则。——第11分高直系统缘合义原和规。的于立流系绝配定义、 则规。12LCC13VSC——第14部分：高压直流系统AC/DC滤波器绝缘配合。目的在于确定高压直流系统中交流和直流滤波器的绝缘配合。——第15部分：直流输电线路绝缘配合。目的在于确定直流输电线路及接地极线路的绝缘配合。本文件是GB/T311《绝缘配合》的第12部分。我国直流工程建设和运行经验日益丰富，亟需对直流系统绝缘配合统一规范，为我国直流工程建设提供指导性技术文件。本文件给出了采用电网换相的HVDC（LCC）LCC一旦本文件与GB/T311.11发布后，GB/T311.3将被废止。PAGEPAGE10绝缘配合第12部分：高压直流换流站（LCC）绝缘配合应用导则范围本文件仅涉及当前用于高压直流换流站过电压保护的无间隙金属氧化物避雷器。本文还介绍了避雷器串联或并联组合的保护水平的确定方法。同时给出了典型的避雷器配置方案和避雷器的应力。基于正文所述内容及基本分析技术，附录给出了LCCHVDC换流站的绝缘配合示例。（GB/T311.1-20121(IEC60071-1:2006，MOD)GB/T311.11绝缘配合第11部分：高压直流系统绝缘配合定义、原则和规则(IEC60071-11:2022，MOD)GB/T11032-2020(IEC60099-4:2014，MOD)GB/T13498-2017(IEC60633:2015，MOD)GB/T22389-2023GB/T25083-2010±800kV直流系统用金属氧化物避雷器GB/Z24842-20181000kV特高压交流输变电工程过电压和绝缘配合GB/T50064-2014GB/T311.11界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1.1持续运行电压峰值crestvalueofcontinuousoperatingvoltage换流站直流侧设备上出现的不包括换相过冲的最高持续运行电压峰值。3.1.2持续运行电压最大峰值peakvalueofcontinuousoperatingvoltage换流站直流侧设备上出现的包括换相过冲的持续运行电压最大峰值。3.1.3阀保护触发valveprotectivefiring通过触发晶闸管导通，保护晶闸管免受正向过电压、反向恢复期间过电压和陡波过电压的影响。概述仅涵盖了最为常用的符号和缩略语，其中一些已经在图1和图2的单线图中说明。在高压直流换流站及绝缘配合中采用的更完整的符号，详见规范性引用文件（第2章）和参考文献。下脚标下列下脚标适用于本文件。0空载d直流电流或电压i理想max最大值n与n次谐波有关的量符号下列符号适用于本文件。Ka海拔修正因数Kc配合因数Ks安全因数Uc避雷器安装处的持续运行电压Uch包括谐波的避雷器安装处的持续运行电压UCCV持续运行电压峰值USIPL操作冲击保护水平Udi0理想空载直流电压Udi0max考虑交流电压测量误差、换流变分接开关单独调节一档等因素计算的Udi0最大值Us交流系统的最高电压Um设备最高电压Uv0换流变压器阀侧相对相空载电压（不包括谐波电压）。Urp代表性过电压Ucw配合耐受电压Urw要求耐受电压Uw规定耐受电压α（触发）延迟角，本部分也用作触发角。β（触发）超前角γ关断角（熄弧角）μ换相角（重叠角）缩略语下列缩略语适用于本文件。LCC：电网换相换流器（LineCommutatedConverter）VSC：电压源换流器（VoltageSourcedConverter）HVDC：高压直流（HighVoltageDirectCurrent）HV：高压（HighVoltage）LV：低压（LowVoltage）CCOV：持续运行电压峰值（CrestvalueofContinuousOperatingVoltage）GIS：气体绝缘开关设备（Gas-InsulatedSwitchgear）PCOV：最大峰值持续运行电压（PeakContinuousOperatingVoltage）ECOV：等效持续运行电压（EqulalentContinuousOperatingVoltage）RSFO：RepeenaveSwontOveoagehexumvoltagestressvalue)]RFFO：代表性快波前过电压（最大电压值）[RepresentativeFast-frontOvervoltage(themaximumvoltagestressvalue)]RSTO：代表性陡波前过电压（最大电压值）[RepresentativeSteep-frontOvervoltage(themaximumvoltagestressvalue)]RSIWV：要求操作冲击耐受电压（RequiredSwitchingImpulseWithstandVoltage）RLIWV：要求雷电冲击耐受电压（RequiredLightningImpulseWithstandVoltage）RSTIWV：要求陡波前冲击耐受电压（RequiredSteep-frontImpulseWithstandVoltage）SIPL：操作冲击保护水平（SwitchingImpulseProtectiveLevel）LIPL：雷电冲击保护水平（LightningImpulseProtectiveLevel）STIPL：陡波前冲击保护水平（Steep-frontImpulseProtectiveLevel）SIWV：操作冲击耐受电压（SwitchingImpulseWithstandVoltage）LIWV：雷电冲击耐受电压（LightningImpulseWithstandVoltage）STIWV：陡波前冲击耐受电压（Steep-frontImpulseWithstandVoltage）BP：双极运行（Bipololar）GR：单极大地回线（GroundReturn）MR：单极金属回线（MetallicReturn）p.u．：标幺值（perunit）112800kV1261-800kV6（有关避雷器的名称、设计细则和具体作用见第6章描述。DRDR92极1极线路阀区域1052aV1CBDBDL/DCN252b52cBV3T72CH62aV3MH62b62c111V3FDC1FDC212EMAFDC351aV2CMN151b51cEV371CL61aV3ML61b61cFD4V32818阻断滤波器3E1E1HE1E2HELFA极2中性母线 极2极线路标引序号说明:A——交流母线避雷器；E1H——中性母线阀侧高能量避雷器；FD——直流滤波器避雷器；E2H——直流中性母线避雷器；EEBE1——阀避雷器；EMT——高端YYB——桥避雷器（6）；DR——平波电抗器避雷器；CB——直流线路避雷器；DBCL——低端换流器单元避雷器；DL/DC——直流线路入口或电缆终端避雷器；CH——高端换流器单元避雷器；CM——高、低端换流器之间中点直流母线避雷器；FA——交流滤波器避雷器；MH——高端12脉动桥中点直流母线避雷器（HV桥）；EL——接地极线路入口避雷器；ML——低端12脉动桥中点直流母线避雷器（LV桥）；FD——阻断滤波器避雷器。阀区域V阀区域VVVVVVAAV VFAFA标引序号说明：A——交流母线避雷器； FA——交流滤器避雷器；V——阀避雷器。图2背靠背换流站中可能的避雷器布置表1符号说明符号说明单个阀桥臂避雷器电抗器电容器接地660kV800kV112图3所示为每极具有单12脉动换流单元的高压直流换流站的单线图。通常600kV及以下的高压直流工程不需要在高电位换流变压器阀侧装相对地避雷器(T)。图4所示为图3中每极具有单12脉动换流单元的HVDC换流站各节点持续运行电压的典型波形，它不包括各节点对地或两节点之间波形上叠加的换相过冲。图3中的数字和字母名称分别标识了该节点的编号和接入该节点的避雷器名称。这些波形是在考虑典型直流参数后仿真计算得到的。需要指出，图1、图2和图3所示为可能的避雷器布置方案，根据具体工程有些避雷器可酌情增减。DRDR阀区域910极1极线路VCBDBDL/DC5a5b5c B114VT7C121FD1EMV6aMFD2A6b6cV82FA13EG=GroundELFA2极2极线路标引序号说明：A——交流母线避雷器；CB——直流极顶母线避雷器；M——中点直流母线避雷器；EM——金属回线避雷器；E——直流中性母线避雷器；EL——接地极线路入口避雷器；V——阀避雷器；B——6脉动桥避雷器；T——换流变压器阀侧绕组避雷器；C——换流单元避雷器；DR——平波电抗器避雷器；DB——直流极母线避雷器；DL——直流线路避雷器；DC——直流电缆避雷器；FA1,FA2——交流滤波避雷器；FD1,FD2——直流滤波避雷器。312HVDCLoc.(1-G),(4-G)Loc.(2-G)Loc.(5),(6),(ph-ph)Loc.(7-8),(9-7)Loc.(9-8)Loc.(10-G)Loc.(8-G)Loc.(11-G),(10-9)Loc.(n-G)Loc.(6-8),(9-5),(5-7),(6-7)Loc.(5-G)Loc.(1-2)Loc.(7-G)Loc.(9-G)Loc.(10-11)4（3）Loc.(5a-6a)Loc.(5b-6a)Loc.(5c-6a)4（3）续）因交流侧装有交流滤波器进行滤波，(1-G)和(4-G)处的电压可视为无谐波的基频正弦波。(1-2)处的电压波形为基频正弦波叠加谐波。谐波分量大小取决于滤波器的结构、调谐频率以及换流器的运行工况。一般情况下，总谐波分量不到基频的30%。6脉动桥（位置7-8和位置9-7）两端的直流电压由交流线电压的60°弧度(持续时间为60°-μ)和二分之一线电压(持续时间为μ)两段组成。如果脉位置7-G）(7-8)12脉动桥两端（位置9-8）的电压包含受（触发）延迟角和换相角大小影响的交流线电压30°弧度。12脉动桥的对地（位置9-G）电压可以和位置（9-8）的电压完全相同，或因与以上位置（7-G）描述的同样原因叠加一个接地极线路压降产生的直流偏置电压。6如果有平波电抗器和直流滤波器的滤波作用，位置（10-G）的电压为平滑直流电压。6桥中阀自身导通电压波形，另一段为非导通时的反向电压叠加其他层的晶闸管换相过程产生的电压波形。相间在双极和单极大地运行方式下，中性母线电压（位置8-G）为接地极线路压降。在单极金属回线方式运行时整流站中性母线电压为运行电流在作为金属回线运行的直流极导线电阻上产生的直流压降。位置（n-G）的电压由一个幅值等于3/4极电压（位置10-G）的直流分量叠加下6脉动桥的纹波幅值和二分之一上6脉动桥的纹波幅值。（PCOV）（CCOV）（Udi0max）Udi0max1）2）Udi0maxCCOVPCOV础参数（见5.2.2和5.2.4），依据Udi0max所选择的避雷器在直流系统各稳态运行方式下具有一定的裕度。CCOVPCOV））；（）应该特别注意阀避雷器和直流侧其它避雷器对于换相过冲的能量吸收。图5为整流方式运行时，阀（位置6-8和9-5）和阀避雷器（V）的持续运行电压波形。CCOV正比于电压Udi0max，由下式给出:Uccov=

3

di0max=

2

v0 (1)Udi0max和Uv0的定义参见3.2.3，CCOV与直流分量之比一般为2.2～3.3。根据工程经验阀的PCOV典型值取CCOV的1.15~1.17倍。可根据换相过冲幅值的影响因素采用高频模型计算确定。应特别注意当阀以大的（触发）延迟角α运行时，将会增大换相过冲，有可能使阀避雷器过载。6CCOVPCOV图38的CCOVCCOV6PCOV与CCOVCCOV1.1～1.2。图6给出了中点直流母线避雷器（M）（位置7-G）的CCOV和PCOV波形。在换流器空载时（无接地极线路压降），理论上M避雷器的波形与6脉动桥两端波形相同。12CCOVPCOV12脉动换流器两端（图3中节点9与节点8之间）的CCOV是由换流器单元直流电压叠加12脉动电压组成。当触发延迟角α和换相重叠角μ为零时，CCOV理论最大值由下式给出：ccov ccov di0max cos15U =2U (2)3上述公式计及换相重叠角μ后，计算出的CCOV理论值由下式给出，其值小于上述公式计算值，可用于工程设计。Uccov=2Udi0max cos23

15………………..….(3)12脉动桥两端的PCOV与CCOV的比值可根据工程经验选择,也可如6脉动桥一样建立高频模型计算CCOV1.07。换流器直流极顶母线避雷器（CB）（位置9-G）的持续运行电压CCOV和PCOV波形见图7。在换流器空载时，理论上CB避雷器的波形与12脉动桥两端波形相同。T/2α+µα+µαPCOVCCOV换相过冲5（V）换相过冲换相过冲CCOV PCOVT/26（M）CCOV CCOV PCOVT/27（CB）（（直流侧的过电压来源于交流系统或直流线路和/或电缆闪络、站内闪络及其它故障事件。在研究过电压时，需考虑交流和直流系统的结构，换流器控制的的动态性能和保护策略以及在第6章和第8章中讨论的最严苛故障工况的组合。对避雷器的要求在第6章中讨论。（瞬态过电压又可进一步分为：——特快波前过电压；——陡波前过电压。概述交流侧暂时过电压通常是由断路器操作和接地故障产生。最高暂时过电压通常发生在由交流系统交流母线避雷器（A）额定电压值由暂时过电压和最高运行电压（Us）确定。（V））1.3p.u.时，控制策略应按照最少投切滤波器原则分时段先切除小组电1.3p.u.p.u.（STATCOM）直流侧暂时过电压通常是由换流器在特定工况下操作产生。当逆变站闭锁而整流站以最小触发角（CB）交流暂时过电压传递到直流侧的暂时过电压会受到直流控制系统的快速调节而抑制到正常运行电压，可不考虑此工况。32～3（5~15）Hz。应校核直流平波电抗器、直流滤波器与直流极线回路的谐振频率以及中性母线平波电抗器和中性Hz分量保护误动，严重时产生工频谐振过电压和过电流。整流器快速起动和直流线路短路工况可能将24应根据DB和DL避雷器在直流侧谐振过电压的幅值和持续时间下的泄放能量和换流站50Hz和100Hz50Hz或100Hz100HzHz和100Hz中的FD概述HVDC概述在选择高压直流换流站的交流避雷器时，应考虑到交流网络上原有的避雷器与换流站避雷器的并/或分闸LCCHVDCTRV由于磁饱和效应，合空载换流变压器或换流站内以及附近大容量的联络变压器会产生高幅值的励如1500Ω暂时过电压可持续几秒钟，在极少数情况下可达分钟级。1.4p.u到1.7p.u1.2p.u到1.4p.u8152625161929172718112（）。（）；66112MRTB）以上这些偶然事件在第6章详细讨论。在换流器单元串联的HVDC换流站中，应考虑某些事件，例如一个换流桥投入旁通对，而另一个换流桥正在运行的情况，尤其是在逆变运行时。α10ms～20应该使用不同的方法研究高压直流换流站的不同区域的快波前和陡波前过电压。这些区域包括:——交流开关场区域：从交流线路入口到换流变压器网侧线端；——直流开关场区域：从直流线路入口到平波电抗器线路侧线端；——换流桥区域（阀厅）：从换流变压器的阀侧线端到平波电抗器阀侧线端。（6.3.5.4换流站雷电过电压主要来源于接入交流开关场和直流开关场2km进线段线路的雷电侵入波和换流GB/T50064在高压直流换流站及阀厅内的接地故障引起陡波前过电压对绝缘配合是非常重要的，尤其是高电0.5到1.010μs在交流场区域，气体绝缘开关设备（GIS）中的隔离开关或断路器的操作或许能够产生波前时间为5ns150ns的特快波前过电压通过选择特性相匹配的金属氧化物避雷器电阻片并联可以提高避雷器吸收能量能力。可以单只避避雷器的电流I随电压U变化的关系式为:式中：

IkUa (4)k——常数；a——非线性系数，与材料配方和取的电流范围有关。在避雷器工作段范围内，氧化锌电阻片的非线性系数较高，典型值范围是10～50。避雷器的保护特性是由避雷器通过不同类型的冲击电流下的残压给定的，冲击电流波包括运行中出现的最大的陡波、雷电和操作冲击电流。定义避雷器保护水平的标准电流波形是GB/T11032-2020中的8μs/20μs雷电冲击保护水平（LIPL）和30μs/60μs操作冲击保护水平（SIPL）。陡波冲击保护水平（STIPL）1μs见第章）。通常换流站交流侧避雷器额定电压和最大持续运行电压的选择与交流系统相同。避雷器额定电压（PCOV）（CCOV）GB/T25083GB/T22389对于滤波器避雷器，应考虑谐波引起的较高损耗。避雷器参数的选择一般遵循下列原则：CV和VU和Uc交流避雷器的额定电压Ur和直流避雷器的参考电压Uref的选择需综合考虑荷电率、CCOV、PCOV、雷电冲击和操作冲击保护水平以及避雷器的能量等因素优化选择。（Uref）UrefmA60099-9规定直流参考电流的典型值范围为单柱电阻片0.01mA/cm20.5mA/cm2UrefCCOV或PCOV与直Uref和MLUrefCCOV0.82和PCOV0.9左右选择Uref，运行经验112MHCB5.2.312PCOV（81点O和CUe如按VHBOV避雷器残压为避雷器流过冲击放电电流时在避雷器两端出现的残压峰值，规定的避雷器保护水平对应的电流称为配合电流。对应配合电流的操作、雷电和陡波冲击电流的标准波形的定义见GB/T11032-2020，可用于避雷器的试验和确定保护水平。（[11]或[14]。200μs[4可选择特性相匹配的金属氧化物避雷器并联，并联方式可采用一个避雷器瓷套内部多柱电阻片并提高避雷器的参考电压（Uref）可以降低避雷器的比能量（kJ/kV）要求。0%～20%UrefUdiomaxCCOVPCOVUrefCCOVPCOVUref图112（中节点91）12CCOVPCOV12（节点91）的CCOV（为12UrefE1HE2HE1HE1H图节点6241212PCOV图312类似的保护布置可用于每极双12脉动换流器的换流站或背靠背换流站。背靠背换流站通常仅需要（M）（B）A避雷器对高压直流换流站的交流侧的交流母线和交流滤波器母线提供过电压保护。交、直流滤波器避雷器一般并联在滤波器低压侧电抗器的两端或装在电抗器的高电位端与地之间，如图3所示。直流电缆和架空线混合连接线路应在电缆和架空线的连接处安装避雷器，用来限制来自架空线的雷电过电压。避雷器布置的基本原则：（DB（CB）（DC）（E）高压直流换流站重点设备过电压由紧靠的避雷器直接保护。一般由保护其它元件的几种类型避雷器串联来实现换流变压器阀侧绕组的保护。最高电位的换流变阀侧绕组可安装紧靠它的避雷器直接保（M）（V）(A)高压直流换流站交流侧是由换流变压器网侧以及与换流站布置有关的其它位置的A避雷器提供保护（）GB/T50064-2014220kV~750kV1.3p.u1.40.5A24842-2009规定1000kV交流系统线路侧和母线侧的避雷器均可按额定电压828kV选择。为降低换流变阀侧和换流阀以及交流滤波器操作过电压（1.3p.uA0.75UskV和kVkV420kV降低为396kV或400kV避420kV）。避雷器参数的选择应考虑接地故障清除后交流电压恢复的最苛刻工况，包括变压器饱和过电压和甩负荷过电压，以及断路器分闸时断口重击穿的过电压。若存在高幅值和长持续时间的饱和过电压时（如整流站孤岛运行方式），应选择高性能的避雷器。应注意A避雷器与换流站或其附近变电站已有的交流避雷器之间的配合。需根据雷电侵入波过电压计算确定交流母线是否装避雷器。如果用避雷器限制暂时过电压，尤其是弱交流系统甩负荷并可能发生低次谐振过电压时,避雷器可能会吸收高能量，因而需要多柱或多台并联。交流侧并联电容器和滤波器组构成的大容量的无功电源，可能会减小来自交流系统的操作和雷电（HP3AA对于交直流紧密耦合系统应考虑各换流站交流避雷器额定电压、保护水平和相应配合电流相互配合，使它们各自适当地分担过电压下的能量。(FA)交流滤波器FAFA避确定FASIPLLIPL在下列事件中，FA避雷器承受高的能量负载：,,FA（T）图V或YY00kVTkVTPCOVCBTCCOV和PCOVT729210ms（45-G）PCOV0.95T决定T避雷器的操作保护水平和能量的主要故障为交流侧最高相间过电压经换流变传递到阀侧、逆变站失去交流电源和逆变站闭锁而旁通对未解锁。(V)概述V避雷器与阀并联，并靠近阀安装。VV避雷器持续运行电压是由带有换相过冲和换相缺口的正弦波段组成，如图5所示。不考虑换相过冲，CCOV与Udi0max成正比例关系（见5.2）。(PCOV)）（（（和CCOV的15%至25%100μs到300μs17%。VVPCOVPCOV1.0～1.05左右。应尽量降低阀避VVV避雷器泄放较大的操作冲击电流的事件有：）。图3中最高电位换流变压器阀侧发生单相接地故障，将使处在最高直流电位换相组中的VV（1msV（V0到360VV图1YYV1SIPLYY换流变阀侧绕组接地故障确定V2的SIPL和能量要求；交流侧相间过电压传递到阀侧是确定V3避雷器的SIPL和能量要求的关键事件之一，如图8中当只有1个下阀导通时，V3将承受来自交流相间（如AB相ALKA相A相V1V3V1LKB相V3注：图中未标明影响设计的杂散电容。8V3（VV导致仅在一个换相组中三个阀电流偶然熄灭的事件有:换流区域的换流器通过换流变压器的漏抗和平波电抗器的电抗与交流场和直流场分隔开。雷电反击和绕击换流变的网侧交流线路或平波电抗器线侧的直流线路产生的雷电行波被换流变压器的漏抗和V产生最严重的陡波前过电压的事件通常是连接至最高直流电位换流变压器阀侧发生单相对地短路在晶闸管阀的涌流设计中应考虑阀承受正向过电压时被触发，阀侧V该转移电流很大，不应作为V避雷器的配合电流。一般在V避雷器承受反向过电压时确定为V避雷器的VV(PF)保护触发可以通过触发晶闸管限制阀上的过电压。V避雷器保护水平与保护触发水平的配合有两种方案。VVVV避（晶闸管阀保护触发电压应与不同运行条件下的过电压相配合，并在阀的设计中说明保护触发电压(B)B避雷器连接在6脉动桥换流单元两端。组成单12脉动换流单元的上下6脉动桥换流单元均可并联B避雷器。上6脉动换流桥B避雷器与中点直流母线避雷器M串联可为直流母线对地提供保护。与V5.2.3B(PCOV)。换相过冲大小取决于（触发）延迟角α（）以下情况可对B避雷器产生操作冲击电流:6（6.3.5.3.4）。BVB（C、CH、CLCM）C图3所示换流器单元C避雷器连接在单12脉动桥的两端。CCOV是由换流器单元的最大直流电压叠加12脉动电压组成。用于设计的计算公式见5.2。CPCOV与VVC0.9C避雷器一般不会泄放高幅值操作冲击电流。CHCL12见图CLCCOVC避127262CH避雷器动作。但CHCH与CMDBDLUref12CH（15CMCLCM（1）9112、PCOV与CL避雷器相同。CM避雷器可安装在低端阀厅中，其CCOV和PCOV的荷CLCMPCOVCMV3YDDBDL（M、MH、ML）M图3所示M避雷器连接在到12脉动换流器的中点直流母线与地之间。M避雷器一般用于降低12脉动换流单元的YY换流变压器的绝缘水平。保守计算M避雷器的CCOV等于V避雷器的CCOV。M避雷器的PCOV的确定与V避雷器方法相同，应考虑换相过冲。若下部6脉动桥电流发生同时熄灭的事件时（见6.3.5.3.4），M避雷器会承受显著的操作过电压。MHML图1中MH避雷器的CCOV和PCOV为高、低端12脉动换流单元中点母线直流电压加上V3避雷器的CCOVPCOVMHCCOVPCOV。TMH7252V2器串联的保护水平略高于T避雷器。因此为了降低MH+V2避雷器的保护水平，MH的PCOV的荷电率可MH和ML避雷器在双12脉动换流单元串联连接的情况下，当高或低端12脉动换流单元旁通断路器MLV3YYαMLCCOV和2424ML（见5.4.5）MML确定MH和ML避雷器的操作保护水平和能量的主要工况是底部6脉动换流桥电流熄灭和高、低端12脉动换流器投旁通对或旁通断路器操作以及逆变站失去交流电源。(CB)CB（。CB避PCOVCH（PCOV0.85左右。因为其Uref和保护水平很高，该避雷器通常在缓波前过电压下不会动作。当换流站阀厅套管与平波电抗器之间连接导线受雷电绕击时，该避雷器会承受一定幅值的雷电过电压。(DB)（DL）(DC)DBDB（）缆DCDCDBDLCCOVDBDLDBDLDB和DLDCDC但DCDC（E1、E1H、E、E2HEM、EL）概述图312ECCOV几EEMCCOVEM和ELCCOVCCOV通常比较低。其中ELEM图1的单极双12脉动结构换流器，因中性母线装有平波电抗器，避雷器E1和E1H的CCOV由平抗上的谐波电压降叠加直流偏置电压组成，CCOV幅值较大，高于E、E2H、EL和EM避雷器。一般E型避雷器的CCOV对选择其Uref不起决定性作用。而接地故障下避雷器的缓波前过电压保护水平和能耗起决定性作用。E1Uref高于E1HE1E1H避雷器由多台避雷器并联构成，为高能量避雷器，它与V3避雷器串联可以保护低端的YD换流变压器阀侧。E2H避雷器由多台避雷器并联构成，为高能量避雷器，有以下两种布置方案：12BP、GR和MRE、EM和ELE2HEEMELE2H。EM运行方式下发生接地故障时中性母线过电压和在故障起始时泄放直流滤波器电容和线路极间电容ELBPGRELEL（1）方案（1）优点是只需一组高能量避雷器E2H，而方案（2）需两组高能量避雷器EM和EL，避雷器数量多于方案（1）。E1HYYE2HE2HE1HE1H（）E1H的UrefE1HE1HE1HE2HEEMELE2H因E2HUrefE1H或对避雷器需要吸收很大能量的小概率事件，特别是在更换自牺牲避雷器不显著影响直流系统停运需选择E2H、E、EM、EL避雷器的Uref高于与金属回线转换断路器（MRTB）并联的消能避雷器的Uref，以保证MRTB正确开断。确定E型避雷器的操作保护水平和能量的主要工况如下：（）如果中性母线安装了串联阻断滤波器，也应考虑安装与阻断滤波器并联的避雷器，并进行绝缘配合。(DR)平波电抗器避雷器DRDR能高。DR避雷器的CCOV仅为流过平抗的直流电流在平抗电阻上的压降叠加12脉动纹波电流在平抗电感上产生的电压降。对避雷器的Uref选择不起决定性作用。DRDR的UrefDBDRDRDR当平波电抗器的绝缘水平能够满足DB或DL避雷器冲击保护水平叠加最大反极性的直流运行电压12UDRUDRPLULDRLDR4L (5式中：SIPL——DB避雷器的操作冲击保护水平；Ud LDRLT——换流变单相的漏抗电感值，换流器运行时有4只阀导通接入4相漏抗的电感值。(FD)直流滤波器避雷器FD为直流滤波器低压侧电抗器、电容器和电阻器提供两端之间或对地过电压保护。CCOVCCOVFD的负载主要由隔离开关投切直流滤波器、直流极线在额定直流电压或缓波前过电压的接地故障引起的直流滤波器高压电容器暂态放电和雷电侵入波过电压来确定。极线路在离直流滤波器不同距离下的接地故障可能在低压元件上产生较高的过电压，可用于校核各低压元件并联避雷器的SIPL。址避雷器（CCOV根据换流站阀厅内设备连接特点，一些设备两端和节点直接采用连接其两端或节点对地的单只避雷器进行过电压保护，而有些是通过多只避雷器串联组合来进行过电压保护。如图3的节点5到节点9之间换流阀由V避雷器直接保护）。下面列出了由单只避雷器直接保护的设备和节点：（6）；;表45kV和表13YY)方法1方法21方法3推荐采用方法1。两只串联的避雷器的雷电冲击保护水平应由雷电侵入波和直接雷过电压计算确定。工程中也取两只串联的避雷器相同的配合电流下各自保护水平相加得到雷电冲击保护水平。因为两只避雷器串联节点连接有其他设备的对地电容，会对雷电流分流，所以得到的保护水平是相当保守的。换流变阀侧中性点对地的缓波前过电压和暂时过电压的最大值取与换流变阀侧高压端对地电压相同，如表2和表3所示。换流变压器阀侧和网侧相间出现的缓波前过电压确定了网侧和阀侧相间空气间隙。换流变网侧接AAVA′（表23316VV当阀不导通时，需要考虑以下两种情况：况。A变换到阀侧的A′（212（3）节点号保护项目避雷器种类说明阀端子间V9-7,；7-86脉动桥端子间VB9-812脉动换流器端子间（1）C（2）2∙V9-10平波电抗器端子间DR可省略10平波电抗器直流母线和线路（电缆）侧DB，DL/DC9极顶直流母线，直流电抗器阀侧CBC+EB+M（4）2∙V+E7中点直流母线MV+E8中性母线E，EL，EM5高端换流变阀侧相对地（1）T（2）V+M（3）2∙V+E6下部换流变相对地V+E5a、5b、5c相间、6a、6b、6c相间高低端换流器的上、下部换流变相间A避雷器保护水平按换流变最小变比变换到阀侧为A′避雷器。YY换流变阀侧相间由2A′避雷器保护，YD换流变阀侧相间由√3A′避雷器保护。注：以上括号中的数字指的是可能的避雷器保护选项，可以按最少的选项选择。3121）节点号保护项目避雷器种类说明阀端子间V（包括V1、V2、V3）92-72；72-91；91-71；71-816脉动桥端子间V3或max（V1、V2）BB可省去92-91；91-8112脉动组端子间高端CH低端CL、CM（3）2∙VCL可省去双12脉动组端子间（1）CB+E1H92-81（2）CH+CM（3）4∙V10-92平波电抗器端子间DR可省去81-8中性线平波电抗器端子间E1H+E2H非常保守的假设。可以减少为E1H10平波电抗器线路侧DB，DL/DC直流极顶母线，平波电抗器阀侧（1）CBCB可省去92（2）CH+CM（3）2V+CM（4）4∙V+E1H72高端12脉动换流器上、下部6脉动桥之间中点母线MHV3+CM91中点直流母线（1）CM（2）2∙V3+E1H71低端12脉动换流器上、下部6脉动桥之间中点母线MLV3+E1H81中性母线，中性母线平波电抗器阀侧E1H、E18中性母线，中性母线平波电抗器线路侧E2H、E、EL、EM52高端12脉动换流器的上部6脉动桥换流变阀侧相对地（1）T（2）V2+MH62高端12脉动换流器的下部6脉动桥换流变阀侧相对地V3+CM51低端12脉动换流器的上部6脉动桥换流变阀侧相对地（1）V3+ML（2）2∙V3+E1H61低端12脉动换流器的下部6脉动桥换流变阀侧相对地V3+E1H52a、52b52c相间；62a、62b62c相间；51a、51b51c相间；61a、61b、61c相间高端低端换流变阀侧（换流器）相间A避雷器保护水平按换流变最小变比变换到阀侧为A′避雷器。YY换流变阀侧相间由2A′避雷器保护，YD换流变阀侧相间由3A避雷器保护。注：以上括号中的数字指的是可能的避雷器保护选项，可以按最少的选项选择。第6表4和表5中汇总了这些故障事件和避雷器应力。表4给出了图3中单极单12脉动换流器结构可发生12（7.3.5.3.4）（。412（3）事件避雷器(参考图3对避雷器命名)FAATVBMCBCEELEMDRDBDLDCFD直流极顶母线或直流线路接地故障(线路1、节点9、节点10)来自直流线路雷电侵入波来自直流线路缓波前过电压沿接地极线路雷电侵入波阀侧交流接地故障(节点5、节点6)三脉动换向组电流同时熄灭6脉动桥电流同时熄灭单极大地运行失去接地极线路或换向失败交流侧接地故障和开关操作来自交流系统的雷电侵入波换流站屏蔽失效，极母线(节点9、节点10，如果适用)换流站屏蔽失效，中性母线(节点8，如果适用)注：有些低概率事件可以不必考虑。512脉动（3）故障事件快速波前和陡波前过电压缓波前和暂时过电压电流能量电流能量直流极顶母线或直流线路接地故障(线路1、节点9、节点10)E，EL，EM，FDE，EL，EM，FDDB，DL/DC，DR，E，EL，EM，TE，EL，EM来自直流线路雷电侵入波DB，DL/DC，FD，DR，E，EM来自直流线路缓波前过电压DL/DCEEL，EM，FD沿接地极线路雷电侵入波E，EL阀侧交流接地故障(节点5、节点6)V，BEM，MM三脉动换向组阀电流同时熄灭V，BV，B6脉动桥电流同时熄灭M，V，BM，V，B单极大地运行失去接地极线路或换向失败E，EL，EME，EL，EM交流侧接地故障和开关操作FAFAE，EL，EM，FD，EM，FDDR，C，B，T来自交流系统的雷电侵入波A，FA换流站屏蔽失效，极母线(节点9、节点10，如果适用)V，M，CB，C，B换流站屏蔽失效，中性母线(节点8，如果适用)E，EL，EM注：有些低概率事件可以不必考虑。概述GB/T311.11章节5中给出了绝缘配合的原则。GB/T311.11章节6中给出了LCC换流站推荐的绝缘配合设计程序。这些研究一般（但不一定）基于使用第9章讨论的方法和工具对影响不同避雷器应力的各种瞬态事件进行评估和评价。本文件第7.2至7.7节给出了一些说明性的表格，既适用于以清晰的方式逐项列出作为研究的目标和数量，也可作为展示研究结果的一种可能方式。表6表6列出了图3或）（Urp）表7列出了GB/T311-11第6.4章节中定义的代表性过电压，这些过电压是通过考虑相关故障计算确定的。（Ucw）配合耐受电压(Ucw)由配合系数(Kc)和代表性过电压(Urp)或确定性配合系数Kcd代替Kc计算得出（详见GB/T311-11第6.5章节）。（Urw）详见GB/T311-116.6章节GB/T311-116（Uw）规定耐受电压应等于或高于要求耐受电压。选取的原则见GB/T311.11中第6.7章节。SIWV/LIWV由于不考虑换流变阀侧雷电侵入波过电压，可根据换流变厂家制造和运行经验来确定换流变阀侧SIWV/LIWV0.83～0.97SIWV/LIWVCIGRE0.95LIWV6a，b（见图1和图3）持续运行电压在相应于配合电流下的避雷器保护水平a能量吸收Uc，UchCCOVPCOVSIPLLIPLSTIPLc避雷器能量kVkV（幅值）kV(峰值)kV(峰值)kA(峰值)kV(峰值)kA(峰值)kV(峰值)kA(峰值)kJA额定电压不适用不适用不适用FA1，FA2不适用不适用不适用不适用VT不适用不适用B不适用不适用M，MH，ML不适用不适用C，CH，CL，CB、CM不适用不适用DB，DL，DC不适用不适用E1、E1HE1H不适用E1H不适用DR不适用不适用不适用FD1，FD2、FD3不适用不适用不适用E，E2H、EL，EM不适用不适用不适用注：缩写及定义见第3章。a8.1中给出相应冲击电流波形的一般信息；b1cSTIPL仅针对V避雷器。35PAGEPAGE367绝缘位置（见图3）代表性过电压（保护水平等于代表性过电压Urp）要求耐受电压（Urw）SIPLRSFOLIPLRFFOSTIPLaRSTOaRSIWVRLIWVRSTIWVakVkVkVkVkVkVⅠ交流开关场交流母线和常规设备，1-地不适用不适用交流滤波器电容器(a)高压侧，1-地(b)两端，1-2,(c)低压侧，2-地3-地不适用不适用交流滤波器电抗器(a)低压侧，2-地，3-地(b)两端，2-3,不适用不适用Ⅱ阀厅设备阀两侧，5-9，7-5，6-7，6-8下部阀组，7-8不适用不适用上部阀组，9-7不适用不适用6脉动桥相间，5a-5b，5b-5c，5c-5a，6a-6b，6b-6c，6c-6a，不适用不适用接地中点，7-地不适用不适用12脉动换流器单元顶部的高压侧，9-地不适用不适用12脉动换流器单元底部低压侧，8-地不适用不适用高压直流母线换流器，9-地不适用不适用直流中性母线，8-地不适用不适用Ⅲ直流侧设备直流平波电抗器两端，10-9不适用不适用直流滤波器电容(a)高压侧，10-地，(b)两端，10-11,12-8(c)低压侧，11-地，8-地12-地不适用不适用滤波器电抗器(a)低压侧，11-地，12-地，8-地(b)两端，11-12,12-8不适用不适用高压直流线路/电缆，10-地不适用不适用7续）绝缘位置（3）代表性过电压（保护水平等于代表性过电压Urp）要求耐受电压（Urw）SIPLRSFOLIPLRFFOSTIPLaRSTOaRSIWVRLIWVRSTIWVakVkVkVkVkVkV直流线路，10-地不适用不适用接地电极引线，8-地不适用不适用（如油浸式）星形绕组(a)相对中性点，5a-n，5b-n，5c-n(b)相间，5a-5b，5b-5c，5c-5a中性点对地，n-地相对地，5a-地,5b-地,5c-地不适用不适用三角绕组(a)相间，6a-6b，6b-6c，6c-6a(b)相对地，6a-地,6b-地,6c-地不适用不适用星形绕组对三角绕组，5-6不适用不适用aSTIPL和RSTO和RSTIWV仅用于V避雷器。概述本章讨论HVDC换流站的过电压特性及所需避雷器特性的总体研究方法和工具。作为第8章的进一步描述，这些研究的目的如下：确定HVDC换流站中的避雷器的能量和保护水平；形成HVDC换流站的绝缘配合依据；确定所有避雷器的规范。需要下列信息开展研究，更详细的情况见8.3：——HVDC换流站的结构，以及交流和直流系统数据；——换流站交、直流场和阀厅的所有设备参数（如变压器、线路等）；UrUref——换流器控制和保护策略，包括调节器的动态响应特性和保护配置、定值及延迟时间；——运行方式；——阀保护策略（阀保护触发水平）。过电压的研究方法由下面步骤组成:第1步:初步确定交直流避雷器的布置和参数，例如:由交流工频过电压伏秒特性确定交流避雷器Uc和UchCCOV和PCOVUref；第2步:1第3步:12第4步:2（见第章2和第第5步:确定不同绝缘位置的最大代表性过电压，经绝缘配合，确定规定耐受电压。选用避雷器原则是确定避雷器吸收能量时选用避雷器的最小（V-I）保护特性，而与其相并联连接的其它避雷器应采用最大残压偏差特性，避免分流。确定保护水平时选用最大（V-I）保护特性。尽管有许多工具可用于计算过电压和避雷器功耗，但关键是用该工具的所建立模型能否正确的模（GB/T50MHz。然建模时需考虑GB/T311.11中列及的各类型过电压暂态过程对应的频率范围。图9是换流站单极结构图。从绝缘配合的观点讲，一般将高压直流换流站及其交直流线路，按过电压起因分为不同的区域。这些区域包括://直流电抗器直流

直流线路或电缆交流滤波器

至另一极接地极线路交流系统

换流站交流场

阀厅设备

换站直场 线路b) c) d) e)9本条款给出了建立交流网络和交流侧设备模型研究缓波前和暂时过电压需要考虑的因素。可模拟高压直流换流站附近详细的三相交流系统或采用合适的等值交流系统。详细的三相交、SVC）本条款给出了建立交流网络和交流侧设备模型研究快波前和陡波前过电压需要考虑的因素。交流线路和母线等应采用足够高的频率参数模型。8μs/20μs（GIS（1IEEE/本条款给出了建立直流架空线路/电缆及接地极线路模型研究暂时和缓波前过电压需要考虑的因素。20kHz30μs/60μs1ms本条款给出了建立直流架空线路/电缆及接地极引线模型研究快波前和陡波前过电压需要考虑的因素。在快波前和陡波前频率范围内确定极母线和中性母线避雷器特性；也可用直流避雷器标准μs/20μs雷电和陡波冲击电流下的伏安的特性；本条款给出了建立直流侧换流站设备模型，研究暂时和缓波前过电压需要考虑的因素。30/60冲击下本条款给出了建立直流侧换流站设备模型，研究快波前和陡波前过电压需要考虑的因素。（）本条款给出了建立换流站控制和保护模型研究缓波前过电压需要考虑的因素。直流系统的缓波前过电压可以利用换流站的控制和保护系统加以抑制并协助直流系统平滑而快速地从故障中恢复。故障所引起的最大瞬态过电压的幅值、持续时间和避雷器能耗在很大程度上受控制和保护系统特性所左右。但是其本身发生故障或误动也会产生缓波前过电压。双极阀300（12αγ（）ESOFms（FSOF）ESOFESOFα120°，若Id160°100msESOF500ms附录A（资料性）本文件与IEC60071-12:2022相比的结构变化情况的例子本文件与IEC60071-12:2022章节编号对照情况见表A.1。A.1IEC60071-12:2022本文件章条编号对应的IEC章条编号前言——引言——第1章第1章第2章第2章第3章第3章第4章第4章第5章，5.1~5.6第5章,5.1~5.65.2.1，5.2.3，5.2.4——5.4.4，5.4.5——5.5.3.1，5.5.3.2，5.5.3.3，5.5.3.4——第6章，6.1~6.5第6章,6.1~6.56.2.1，6.2.2，6.2.5，6.2.6——6.3.11.1~6.3.11.46.3.11部分内容第7章，7.1~7.6第7章，7.1~7.67.7——第8章，8.1~8.3第8章，8.1~8.3附录A——附录B附录A附录C——附录B（资料性）LCC高压直流换流站绝缘配合的例子LCC12（见条款B.2），联的12见条款6~8SSFIWVGB/T311.11附录C12LCCHVDC图B.1给出了单极单12脉动换流器的LCCHVDC换流站的避雷器保护方案。所有避雷器均为无间隙金属氧化物避雷器。以下主要数据用于单极单12脉动换流器的LCCHVDC换流站的基本设计：交流侧:强交流系统表B.1高压直流换流站参数直流电压/kV500(整流站)直流电流/A1500/平波电抗/mH225/触发角/度(°)15/17(整流站/逆变站)表B.2换流变压器参数额定容量(三相,6脉动)/MVA459短路阻抗/p.u.0,12阀侧电压/kVr.m.s.204分接开关范围5%每相电感值（阀侧）/mH35交流母线避雷器(A):LCC高压换流站交流母线A避雷器参数如下：B.3LCCA参数名称参数系统额定电压/kVr.m.s400最高系统电压(Us)/kVr.m.s420持续运行电压，相-地/kVr.m.s243SIPL(1.5kA)/kV632LIPL(10kA)/kV713变换到阀侧的最大缓波前过电压（相间）/kV549避雷器并联柱数2避雷器吸收能量能力/MJ3.2阀避雷器（V1）和（V2）:两侧换流站阀避雷器参数如下：表B.4两端换流站V避雷器参数CCOV/kV2082并联柱数8对于(V1)2对于(V2)吸收能量能力/MJ16.2对于(V1)2.6对于(V2)阀避雷器的应力通过以下情况的计算研究确定。（AB）B.2LCCHVDC阀避雷器（V2）设计的决定性工况。计算结果（适用于阀避雷器V2）：阀避雷器（V2）的操作冲击保护水平（SIPL）由下式给出：SIPL =500kV 1027A(见图B.3)SIWV=575kVRSIWV =1.15500kV=575SIWV=575kV该故障情况为保护最高电位的三脉冲换流组的阀避雷器提供了最高应力。这种情况下的等效电路如图B.4所示。高端阀避雷器的应力取决于故障起始的时刻。为了确定最大强度，单相接地故障接发生时刻应从0360电角度变上化。最大应力的结果如图B.5所示。B.22.V1）计算结果（适用于阀避雷器V1）：阀避雷器（V1）的操作冲击保护水平（SIPL）由下式给出SIPL =499.8kV 4230A(见图B.5)SIWV=575RSIWV =1.15499.8kV=575SIWV=575换流器单元避雷器(C)下列数据适用于两端换流站：CCOV: 558kV并联柱数: 1吸收能量能力: 2.5MJC避雷器的应力由交流侧变换来的缓波前过电压确定，应通过计算研究确定。变换而来的缓波前过电压的大小是阀避雷器给定值的两倍。假设在正常运行期间，当四个晶闸管阀导通时，相间会传递缓波前过电压。对于换流器单元避雷器（C）的设计，选择以下配合电流值：LIWV=1300SIWV=1175kVSIPL=930kV 在0.5LIPL=1048kV在2.5RSIWV=1.15930kV=1070LIWV=1300SIWV=1175kVRLIWV=1.151048kV=1258kV直流母线避雷器(DB)下列数据适用于两端换流站：CCOV: 515kV并联柱数: 1吸收能量能力: 2.2MJ对于直流母线避雷器（DB）的设计，选择以下配合电流的值：LIWV=1300SIWV=1050kVSIPL=866kV 在1kALIPL=977kV 在5kARSIWV=1.15LIWV=1300SIWV=1050kVRLIWV=1.15977kV=1173kV直流线路/电缆避雷器(DL)下列数据适用于两端换流站：CCOV: 515kV并联柱数: 8吸收能量能力: 17.0MJ对于流路/缆雷器(DL)的计选以合电的：SIPL =807kV 在1kALIWV=1050SIWV=950kVLIPL =872kV 在5kARSIWV =1.15807kV=928LIWV=1050SIWV=950kVRLIWV =1.15872kV=1046中性母线避雷器(E)下列数据适用于两端换流站：CCOV: 30kV并联柱数: 12吸收能量能力: 2.4MJ对于所有中性母线避雷器(E)的设计，选择以下配合电流值：SIPL =78kV 在2kALIPL =88kV 在10LIWV=125SIWV=125kVRSIWV =1.15LIWV=125SIWV=125kVRLIWV =1.1588kV=106交流滤波器避雷器(FA)FA避雷器的运行电压由基频电压和谐波电压组成。避雷器的额定值由接地故障时的应力和交流母线上的恢复过电压决定。交流滤波器避雷器(FA1)Uch: 60kV并联柱数: 2吸收能量能力: 1.0MJ对于避雷器（FA1）的设计，选择了以下配合电流值：LIWV=250SIWV=200kVSIPL =158kV 在2kALIPL =192kV 在40RSIWV =1.15LIWV=250SIWV=200kVRLIWV =1.15192kV=230交流滤波器避雷器(FA2)Uch: 30kV并联柱数: 2吸收能量能力: 0.5MJ对于避雷器（FA2）的设计，选择了以下配合电流值：LIWV=150SIWV=150kVSIPL =104kV 在2kALIPL =120kV 在10RSIWV =1.15LIWV=150SIWV=150kVRLIWV =1.15120kV=144直流滤波器避雷器(FD)避雷器的运行电压主要是谐波电压。避雷器的额定值由直流母线上发生接地故障时的缓波前过电压的应力确定。直流滤波器避雷器(FD1)Uch: 5kV并联柱数: 2吸收能量能力: 0.8MJ对于避雷器（FD1）的设计，选择了以下配合电流值：LIWV=250SIWV=200kVSIPL =136kV 在2kALIPL =184kV 在40RSIWV =1.15LIWV=250SIWV=200kVRLIWV =1.15184kV=221直流滤波器避雷器(FD2)Uch: 5kV并联柱数: 2吸收能量能力: 0.5MJ对于避雷器（FD2）的设计，选择了以下配合电流值：SIWV=150SIPL =104kV 在2kALIPL =120kV 在10RSIWV =1.15104kV=120SIWV=150LIWV=150RLIWV =1.15120kV=144LIWV=150由于换流变的阀侧绕组没有避雷器直接保护时，需要考虑下面两个工况。——当阀导通时，换流变阀侧的相对相绝缘由一个阀避雷器(V)保护；——当阀闭锁时，两个避雷器(V)串联在相对相之间，在这种情况下，从交流侧传递到阀侧的缓波前过电压决定了避雷器最大缓波前过电压。SIPL =550kVSIWV=650RSIWV =1.15SIWV=650LIWV=750所选择的指定的雷电耐受电压为：LIWV=750如果两个相位于单独的变压器单元（单相、三绕组变压器）中，并且假设电压不相等，则星形绕组的规定绝缘水平选择为：SIWV=550kVLIWV=650kV）变压器和换流器的相对地绝缘由在导通状态下变压器相位之间的缓波前过电压决定。这些来自交导通SIPL =1000kV 2×SIPL(V21025A，假设在中性点避雷器中没有电流)LIWV=1300kVSIWV=1175RSIWV =1.15LIWV=1300kVSIWV=1175所选择的规定的雷电耐受电压为：）假设中性点避雷器中没有电流，绝缘水平与相间相同。SIWV=650kV所选择的规定雷电耐受电压为：LIWV=750kV平波电抗器两端最为严重的过电压工况是经过避雷器(DL)限制过的缓波前过电压叠加直流电压，其总的电压是：避雷器SIPL(DL): 866kV最大直流电压: 500kV电压总和: 1366kV平波电抗器: 225mH变压器电感: 140mH (435mH)总电感: 365mH端间的电压: 1366kV(225mH/365mH)=842kVSIPL =842kVSIWV=1175RSIWV =1.15842kV=968SIWV=1175LIWV=1300在端子之间的最大的快波前过电压是由电抗器两端子之间电容和电抗器阀侧对地电容相对比值决定。具体雷电规定耐受电压为：LIWV=1300SIWV=1175kVLIWV=1SIWV=1175kVLIWV=1300kV结果9910直流线路/电缆V1DBDL/DC5an5b5c114V2N7C121FD1V26aA6bFD26cV2中性母线8中性线2FA13ECFA2图B.1交流和直流避雷器(单极12脉动换流器的LCCHVDC换流站)表B.5换流站避雷器参数避雷器类型AV1V2CDBDLEFD1FD2FA1FA2Uch或CCOV/kV243r.m.s.294crest294crest558crest515d.c.515d.c.30d.c.5d.c.5d.c.60r.m.s.30r.m.s.雷电保护水平/kV713––104897787288184120192120配合电流/kA10––2.5551040104010操作保护水平/kV632499.850093086680778136104158104配合电流/kA1.54.231.0250.51.01.06.02.02.02.02.0柱数28211822222能量/MJ9.210.42.62.52.217.00.40.80.51.00.5表B.6换流站各点对地绝缘水平保护位置123456789101112Uch/kV2436030243558294294305585151515LIPL=RFFO/kV713192120713–––881048977184120SIPL=RSFO/kV632158104632100055055078930866136104LIWV/kV14252501501425130075075012513001300250150SIWV/kV10502001501050117565065012511751175200150表B.7换流站各点对点绝缘水平保护位置1-22-35和6相间5-68-99-1010-1111-12阀V1与V2LIPL=RFFO/kV825192––1048–977184–SIPL=RSFO/kV7471585501000930842866136500LIWV/kV13002507501300130013001300250–SIWV/kV10502006501175117511751175200575注：交流侧的规定耐受电压依据IEC60071-1中420kV交流标准电压等级的推荐标准耐受值选取。LKA相A相V1V2V1LKB相V2注：图中未标明影响设计的杂散电容。图B.2交流侧缓波前过电压的阀避雷器应力图B.3交流侧缓波前过电压的阀避雷器V2应力V1DBV1DBDL/DCA B CV2CFD1V2FD2V2中性线中性母线EN注：图中未标明影响设计的杂散电容。图B.4阀和上桥换流变套管之间接地故障的阀避雷器应力图B.5阀和上桥换流变套管之间接地故障的阀避雷器V1应力12LCCHVDC图B.6给出了单极双12脉动换流器LCCHVDC换流站的避雷器保护方案。所有避雷器均为无间隙金属氧化物避雷器。以下数据主要用于单极双12脉动换流器的LCCHVDC换流站的基本设计：交流侧:强交流系统表B.8高压直流换流站系统参数直流电压/kV800(整流站)直流电流/A3125平波电抗器/mH150+150(极线和中性线)额定空载直流电压/kV229.4触发角/度(°)15/18.67(整流站/逆变站)表B.9换流变压器参数额定容量(单相双绕组)/MVA250.21短路阻抗/p.u.0.18网侧额定电压/kV525Y0/y换流变压器阀侧额定电压/kVr.m.s.169.85/√3Y0/d换流变压器阀侧额定电压/kVr.m.s.169.85分接开关档位1.25%分接开关档位数+18/-6每相电感值（阀侧）/mH22LCC高压直流换流站交流母线避雷器（A）参数如下：表B.10LCC高压换流站交流母线A避雷器参数系统标称电压/kVr.m.s500系统最高电压/kVr.m.s550持续运行电压，相对地/kVr.m.s318SIPL（在2kA下）/kV780LIPL（在20kA下）/kV907并联避雷器柱数2避雷器能量/MJ8.9阀避雷（V1）、（V2）和（V3）：以下参数适用于两端换流站CCOVkV245并联的柱数8避雷器V14避雷器V22避雷器V3避雷器能量MJ10对于避雷器V1MJ5对于避雷器V2MJ2.6对于避雷器V3阀避雷器的应力是对以下工况进行研究确定的。当交流侧缓波前过电压通过换流变压器绕组传递过来时，当只有一个阀导通时（图B.2）对避雷器V3有最大应力。交流侧传递的缓波前过电压幅值取决于换流变线路侧交流母线避雷器A的保护水平。此故障工况是避雷器（V3）的设计关键，结果如下：阀避雷器（V3）的操作冲击保护水平（SIPL）由下式给出：SIPL=395kV SIWV=454kVLIPL=395kV 在RSIWV=1.15×395kV =454kVRLIWV=1.15×395kV =454kVSIWV=454kV400kV400kV0到360此故障工况决定了低压端400kV换流器单元上半桥阀避雷器（V2）的设计，结果如下：阀避雷器（V2）的操作冲击保护水平（SIPL）由下式给出：SIPL=395kV SIWV=454kVLIPL=395kV 在RSIWV=1.15×395kV =454kVRLIWV=1.15×395kV =454kVSIWV=454kV400kV到360此故障工况决定了高压端400kV换流器单元上半桥阀避雷器（V1）的设计，结果如下：阀避雷器（V1）的操作冲击保护水平（SIPL）由下式给出：SIPL=395kV SIWV=454kVLIPL=395kV 在RSIWV=1.15×395kV =454kVRLIWV=1.15×395kV =454kVSIWV=454kV直流母线避雷器（DB）两端换流站直流母线避雷器参数如下：CCOV： 816kV并联数 2能量 9MJ直流母线避雷器（DB）操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=1328kV 在1kASIWV=1600kVLIPL=1579kV 在10kARSIWV=1.15×1328kV=1527kVRLIWV=1.2×1579kV=1894kVSIWV=1600kV直流线路避雷器（DL）直流线路避雷器参数如下：CCOV： 816kV并联数 2能量 9MJ直流线路（DL）操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=1328kV 在2kASIWV=1600kVLIPL=1579kV 在RSIWV=1.15×1328kV=1527kVRLIWV=1.20×1579kV1894kVSIWV=1600kV（CH）高压端400kV换流器单元单独运行时，丢失交流电源故障为CH避雷器的关键工况。高压端12脉动换流器避雷器避雷器（CH）的参数如下。CCOV：477kV并联柱数 2能量4.6MJ12（（SILIP）SIPL=706kV 在1kASIWV=950kVLIPL=791kV 在RSIWV=1.15×706kV=812kVRLIWV=1.2×791kv= 949kVSIWV=950kV换流器直流母线避雷器（CM）换流桥两端避雷器CM的参数如下：CCOV：477kV并联柱数 2能量4.6MJ换流器直流母线避雷器（CM）的操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=706kV 在1kASIWV=950kVLIPL=791kV 在RSIWV=1.15×706kV=812kVRLIWV=1.2×791kv= 949kVSIWV=950kV换流器中点母线避雷器（低压桥臂）（ML）换流器中点桥避雷器参数如下：CCOV： 245kV并联柱数 2能量 2.8MJSIPL=435kV 在1kASIWV=550kVLIPL=447kV 在RSIWV=1.15×435kV=500kVRLIWV=1.2×447kv= 536kVSIWV=550kV中性母线避雷器（E）换流站中性母线避雷器参数如下：CCOV： <120kV并联柱数 4能量 3.6MJ换流器中性母线避雷器（E）的操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=263kV 在1kASIWV=325kVLIPL=320kV 在RSIWV=1.15×263kV =302kVRLIWV=1.20×320kV =SIWV=325kV换流变压器阀侧避雷器T换流变阀侧绕组避雷器参数如下：CCOV： 885kV并联柱数 2能量 9MJ换流变压器阀侧绕组避雷器（T）的操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=1344kV 在1kASIWV=1600kVLIPL=1344kV 在0.6kARSIWV=1.15×1344kV =1546kVRLIWV=1.20×1344kV SIWV=1600kV平波电抗器避雷器（DR）平波电抗器避雷器参数如下：CCOV： 40kV并联柱数 1能量 2MJ平波电抗器避雷器（SR）的操作冲击保护水平（SIPL）与雷电冲击保护水平（LIPL）由下式给出：SIPL=641kV 在3kA（SR）LIPL=719kV 在10kA（SR（75mH）SIWV=750kVRSIWV=1.15×641kV =737kVRLIWV=1.20×719kV SIWV=750kV）换流变压器阀侧绕组相对相假设为A’避雷器，其绝缘水平等于A避雷器操作保护水平按换流变压器在最小分接头档位时的变比传递到阀侧的绝缘水平。是780kV，传到侧后273kV，对保水是473kV。RSIWV=1.15×473kV 操作冲击耐受电压等于雷电冲击耐受电压的0.83倍RLIWV=654kV 端12脉流变器形组对地其绝水等T雷击保水。SIPL=1344kV 在1kASIWV=1600kVLIPL=1344kV 在0.6kARSIWV=1.15×1344kV =1546kVRLIWV=1.20×1344kV SIWV=1600kV12其绝缘水平等于T避雷器冲击保护水平减去A’避雷器冲击保护水平。T-A’，SIPL＝1344-243＝1071kV。LIWV=1800kVSIWV=1600kVRSIWV=1.15×1071kV LIWV=1800kVSIWV=1600kV12其绝缘水平等于CM避雷器冲击保护水平加V3避雷器冲击保护水平。CM+V3，SIPL＝706+395＝1101kV。LIWV=1550kVRSIWV=1.15×1101kV=1266kV LIWV=1550kV12其绝缘水平等于ML避雷器冲击保护水平加V避雷器冲击保护水平。M+V3，SIPL＝435+395＝83