【精彩论文】柔性直流换流站短路工况下直流场磁场计算建模及预测分析

观点凝练

摘要：对于安装有混合式直流断路器的柔性直流换流站，直流断路器分断故障电流速度快、内部换流时间短，由故障电流引发的磁场对直流场内二次设备的电磁影响尚不清楚。建立了混合式直流断路器分时段多路径的磁场计算模型，以及平波电抗器、直流母线的磁场计算模型，预测了直流侧发生双极短路故障时定海换流站和张北换流站直流场内二次设备处的磁场，获得了直流场磁场分布规律。计算结果表明：定海换流站和张北换流站直流场现有的二次设备处磁场强度峰值可能达到883 A/m和362 A/m；磁场强度峰值出现在故障电流达到峰值或直流断路器第二次换流阶段；直流场平波电抗器附近和母线布置较多的地方磁场较大。计算结果可为二次设备抗扰度考核和电气设备布置提供参考。
结论：针对装有混合式直流断路器的柔性直流换流站，预测了定海换流站和张北换流站直流场内二次设备处的磁场，该结果可为二次设备抗扰度考核和电气设备布置提供参考。具体结论如下。

（1）建立了混合式直流断路器分时段多路径的磁场计算模型，将直流场磁场计算归结为近场计算，利用毕奥-萨伐尔定律简化计算，结合平波电抗器、直流母线的磁场模型建立了定海换流站和张北换流站直流场磁场计算模型。

（2）获得了直流场二次设备磁场波形特征：磁场强度峰值出现在故障电流达到峰值或直流断路器第二次换流阶段。当断路器分断额定开断电流时，定海换流站现有的二次设备处磁场强度峰值可能达到883 A/m，张北换流站现有的二次设备处磁场强度峰值可能达到362 A/m。磁场波形上升时间和持续时间均为毫秒级，且为非周期波形。

（3）获得了直流场和混合式直流断路器周围磁场分布规律：直流场平波电抗器附近和母线布置较多的地方磁场较大。直流断路器分断故障电流时周围磁场随距离增加呈指数型衰减，距离断路器30 m以外其产生的磁场基本为0，对断路器外部二次设备的影响可以忽略。

引文信息

包萌, 沈弘, 李嘉靓, 等. 柔性直流换流站短路工况下直流场磁场计算建模及预测分析[J]. 中国电力, 2021, 54(10): 55-62.BAO Meng, SHEN Hong, LI Jialiang, et al. Modeling and prediction analysis of magnetic field in dc yard of vsc-hvdc station under short circuit condition[J]. Electric Power, 2021, 54(10): 55-62.

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编辑：杨彪

审核：方彤

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