本发明涉及电力电网技术领域，尤其涉及一种换流站a型避雷器的配置方法。
背景技术：
直流输电系统换流站交流侧通常会装设一定数量的a型避雷器，用于限制来自交流侧的操作过电压，保护交流母线上的设备。如图1所示，根据换流站避雷器配置原则，重要设备应由紧靠的避雷器直接保护，因此在传统的a型避雷器的配置方案中，一部分a型避雷器12通常被布置在换流变压器11的交流网侧进线，直接保护换流变压器11；另一部分的a型避雷器12通常被布置在交流滤波器大组母线15上，直接保护滤波器设备。
但是，由于交流滤波器小组16上不配置a型避雷器12，当系统发生双极esof(英文全称：emergencyshutoff；中文名称：紧急停运)，切除滤波器小组16后，容易导致断路器17恢复电压过高，损坏断路器17，尤其在孤岛运行方式时，这种问题尤为突出。
针对上述问题，传统的处理方法为：直接在每个交流滤波器小组16增加a型避雷器12，利用增加的a型避雷器12并联数抑制交流母线15上的过电压，从而达到减小断路器17恢复电压的目的。但这种处理方法明显增加了交流母线15上a型避雷器12的并联数量，一方面导致设备投资成本增加，另一方面容易导致a型避雷器12电流分布不均匀，影响设备寿命。
技术实现要素：
针对上述现有技术中的问题，本发明提供一种换流站a型避雷器的配置方法，以在不过多增加设备投资成本，保证设备可靠性的前提下，抑制交流母线上的过电压，减小断路器恢复电压。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明提供了一种换流站a型避雷器的配置方法，该配置方法包括以下步骤：
s1：搭建直流输电系统仿真模型，在所搭建的仿真模型中换流站的换流变压器交流网侧，及交流滤波器大组母线上配置有a型避雷器，计算所搭建的仿真模型在孤岛运行模式下发生双极紧急停运时，交流滤波器小组连接的断路器端间的恢复电压。
s2：判断计算得到的恢复电压是否超过双端口断路器能够承受的电压，若是，则进入步骤s3；若否，则进入步骤s4。
s3：在直流输电系统换流站的换流变压器交流网侧，及各交流滤波器小组和相应断路器之间配置a型避雷器。
s4：在直流输电系统换流站的换流变压器交流网侧，及交流滤波器大组母线上配置a型避雷器。
在本发明所提供的换流站a型避雷器的配置方法中，当采用在换流变压器交流网侧及交流滤波器大组母线上配置a型避雷器的配置方案，系统在孤岛运行模式下发生双极紧急停运，交流滤波器小组连接的断路器端间的恢复电压过高，超过双端口断路器能够承受的电压时，采用在换流变压器交流网侧，及各交流滤波器小组和相应断路器之间配置a型避雷器的配置方案。
在这种配置方案下，一方面，当交流滤波器小组连接的断路器闭合时，交流滤波器小组母线与交流滤波器大组母线为同一电气节点，布置在交流滤波器小组和相应断路器之间的a型避雷器能够起到抑制交流过电压的作用；另一方面，当交流过电压保护动作切除交流滤波器小组后，无功补偿容量降低使交流母线电压降低，且布置在交流滤波器小组和相应断路器之间的a型避雷器仍能继续泄放交流滤波器电容上的储能，降低断路器交流滤波器侧对地电压，从而达到减小断路器恢复电压的目的。
相比现有技术中在换流变压器交流网侧，交流滤波器大组母线上，及各交流滤波器小组和相应断路器之间均配置a型避雷器的配置方案，本发明的上述配置方案省去了交流滤波器大组母线上配置的a型避雷器，能够在一定程度上减少设备投资成本，并且改善a型避雷器配置数量过多所造成的电流分布不均匀的情况，保证了设备使用的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为现有技术中换流站交流侧a型避雷器的配置方案的拓扑图；
图2为本发明实施例所提供的换流站a型避雷器的配置方法的流程图；
图3为本发明实施例中直流输电系统模型的拓扑图；
图4为本发明实施例中换流站交流侧a型避雷器的配置方案的拓扑图。
附图标记说明：
11-换流变压器；12-a型避雷器；
13-交流母线；14-发电厂及交流线路；
15-交流滤波器大组母线；16-交流滤波器小组；
17-断路器；22-换流阀；
23-直流极母线设备；24-中性母线电压测量装置；
25-中性母线e型避雷器；26-接地极线路开路故障点；
27-第一接地极电流测量装置；28-第二接地极电流测量装置。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的实施例提供了一种换流站a型避雷器的配置方法，如图2所示，该配置方法包括以下步骤：
s1：搭建直流输电系统仿真模型，在所搭建的仿真模型中换流站的换流变压器交流网侧，及交流滤波器大组母线上配置有a型避雷器，计算所搭建的仿真模型在孤岛运行模式下发生双极紧急停运时，交流滤波器小组连接的断路器端间的恢复电压。
在步骤s1中，所搭建的仿真模型包括交流系统等值模型和直流系统模型。其中交流系统等值模型的拓扑结构可如图1所示，包括换流变压器11、a型避雷器12、交流母线13、发电厂及交流线路14、交流滤波器大组母线15、交流滤波器小组16、断路器17等，还包括升压变、无功补偿设备、交流滤波器、交流等值电源等元件。a型避雷器12分别配置在换流变压器11交流网侧，以及交流滤波器大组母线15。
直流系统模型的拓扑结构可如图3所示，包括换流阀22、直流极母线设备23、中性母线电压测量装置24、中性母线e型避雷器25、接地极线路开路故障点26、第一接地极电流测量装置27、第二接地极电流测量装置28等，还包括平波电抗器、直流极线、直流接地极线路、控制保护系统等。与换流变压器11相连的是交流母线13，交流母线13外接交流系统等值模型。
在本步骤中，作为一种可能的设计，在换流变压器11交流网侧，及交流滤波器大组母线15上各配置一组a型避雷器12。
需要指出的是，搭建直流输电系统仿真模型优选的采用pscad/emtdc(英文全称为：powersystemscomputeraideddesign/electromagnetictransientsincludingdc)软件。
此外，本实施例中所提到的“a型避雷器”“e型避雷器”为根据避雷器的具体参数和布置位置的不同而区别命名的避雷器。
s2：判断计算得到的恢复电压是否超过双端口断路器能够承受的电压，若是，则进入步骤s3；若否，则进入步骤s4。
在步骤s2中，若计算得到的恢复电压超过双端口断路器能够承受的电压，则说明采用当前的a型避雷器12的配置方案，当直流输电系统发生双极紧急停运时，交流滤波器小组16切除后容易导致断路器17恢复电压过高，损坏断路器17，因此需要更改a型避雷器12的配置方案。若计算得到的恢复电压没有超过双端口断路器能够承受的电压，则说明采用当前的a型避雷器12的配置方案，当直流输电系统发生双极紧急停运时，交流滤波器小组16切除后不太可能导致断路器17恢复电压过高，因此不需要更改a型避雷器12的配置方案。
s3：在直流输电系统换流站的换流变压器交流网侧，及各交流滤波器小组和相应断路器之间配置a型避雷器。
如图4所示，相比现有技术中在换流变压器11交流网侧，交流滤波器大组母线15上，及各交流滤波器小组16和相应断路器17之间均配置a型避雷器12的配置方案，步骤s3所述的配置方案，取消交流滤波器大组母线15上所配置的a型避雷器12，仅保留换流变压器11交流网侧，及各交流滤波器小组16和相应断路器17之间的a型避雷器12。
在这种配置方案下，当交流滤波器小组16连接的断路器17闭合时，交流滤波器小组母线与交流滤波器大组母线15为同一电气节点，布置在交流滤波器小组16和相应断路器17之间的a型避雷器12能够起到抑制交流过电压的作用。并且，当交流过电压保护动作切除交流滤波器小组16后，无功补偿容量降低使交流母线电压降低，且布置在交流滤波器小组和相应断路器之间的a型避雷器仍能继续泄放交流滤波器电容上的储能，降低断路器交流滤波器侧对地电压，从而达到减小断路器17恢复电压的目的。
由于本步骤所述的配置方案省去了交流滤波器大组母线15上配置的a型避雷器12，因此在一定程度上减少了设备投资成本，并且改善了a型避雷器12配置数量过多所造成的电流分布不均匀的情况，保证了设备使用的可靠性。
在本步骤中，作为一种可能的设计，换流变压器11交流网侧，及各交流滤波器小组16和相应断路器17之间配置各配置一组a型避雷器12。
s4：在直流输电系统换流站的换流变压器交流网侧，及交流滤波器大组母线上配置a型避雷器。
在步骤s4中，a型避雷器12的配置方案参见图1。
在本步骤中，作为一种可能的设计，换流变压器11交流网侧，及交流滤波器大组母线15上各配置一组a型避雷器12。
基于上述配置方法，作为一种可能的方案，若在仿真模型中模拟孤岛运行方式双极紧急停运工况，计算得到的交流滤波器小组16连接的断路器17端间的恢复电压为1441kv，而目前500kv双断口断路器可承受的恢复电压普遍在1425kv左右，可见计算得到的恢复电压超出500kv双断口断路器可承受的恢复电压，则采用步骤s3中所述的a型避雷器12的配置方案。此后，重新在仿真模型中模拟孤岛运行方式双极紧急停运工况，计算得到交流滤波器小组16对应的断路器17端间恢复电压为1299kv，低于500kv双断口断路器可承受的恢复电压1425kv。
以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。