可控自恢復消能裝置避雷器多次沖擊能量耐受特性研究

張彥杰， 李紅偉， 郎小華， 李寶兵， 李石磊， 劉 凱， 劉曉瑋，袁素梅， 姚玉鎖 ， 趙大翠， 劉 杉， 張搏宇

(1.平高東芝(廊坊)避雷器有限公司，河北 廊坊 065001；2.全球能源互聯網研究院有限公司，北京 102209；3.中國電力科學研究院有限公司，北京1001921)

0 引 言

白鶴灘水電站是世界在建最大水電站，總裝機容量16 GW，建成后將僅次于三峽工程的世界第二大水電站[1]。國家“西電東送”核心樞紐工程——白鶴灘-江蘇±800千伏特高壓直流輸電工程(簡稱“白鶴灘-江蘇工程”)，是促進國家能源結構調整和節能減排的重大清潔能源項目。工程起于四川涼山州的白鶴灘換流站，止于江蘇蘇州的虞城換流站，末端虞城換流站將在世界直流輸電領域首次應用常規直流和柔性直流混合級聯技術[2-7]。其研發應用的能夠快速實現毫秒級能量平衡的可控自恢復消能裝置，能有效緩解華東電網火電機組減少導致的電壓穩定壓力，從而大幅提升華東電網的受電能力。

可控自恢復消能裝置用于限制混合級聯拓撲低壓端VSC換流閥在系統故障下的過電壓，并吸收積累在VSC換流閥的盈余功率，以提高系統故障穿越能力。其拓撲結構如圖1所示，由保護用避雷器(固定部分MOA1、可控部分MOA2)、開關K等部分組成[8-10]。正常運行時，開關K打開，避雷器整體接入系統；發生故障時，開關K合閘，可控部分旁路，固定部分限制VSC過電壓；待故障清除后，開關K再次打開，避雷器整體接入系統，系統恢復正常運行[8]。可控避雷器是通過控制避雷器可控部分的投切，保證正常工況下低荷電率，嚴重故障下低殘壓，抑制暫時過電壓，保護VSC子模塊。……