海上风电柔性直流换流平台用±200kV直流GIS关键电气应力研究

摘要

直流气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS)可以显著降低海上柔性直流换流平台的体积与造价,具有广阔的应用前景与市场需求.目前,国内尚无投入直流工程应用的直流G IS,迫切需要开展其电气应力研究,为装备研制提供设计依据.为此结合当前国内外柔性直流工程及国内直流G IS发展现状,以±200 kV对称单极系统拓扑的海上风电柔性直流并网工程为例,采用仿真分析与参数计算相结合的方法,对直流GIS关键电气应力及参数要求进行探讨.首先,基于PSCAD/EMTDC电磁暂态仿真软件,建立±200 kV海上风电柔性直流并网系统仿真模型,对直流GIS暂稳态电压、电流应力进行仿真分析与计算;然后,由此确定直流G IS的暂稳态电气应力耐受要求;最后,考虑不同海缆输电距离的应用需求,分析所提出的直流GIS关键电气参数要求的适用性.分析结果表明:所确定的±200 kV直流GIS操作绝缘冲击耐受电压和雷电绝缘冲击耐受电压不低于450 kV;暂态峰值电流不低于12.5 kA(直流接地开关的最大峰值耐受电流不低于4 kA),短时耐受电流不低于10 kA,可以适用于最长200 km海缆的海上风电柔性直流输电工程.