姚宏洋，文卫兵，谢晔源，杨勇

(1.南京南瑞继保电气有限公司，江苏 南京 211102；

2.国网经济技术研究院有限公司，北京 102209)

0 引言

基于电压源型换流器(voltage source coverter，VSC) 的柔性直流输电技术可实现有功、无功的解耦控制，满足向无源孤岛电力系统供电的需求，适用于异步联网、新能源并网消纳、远距离直流输电等应用场景[1—5]。随着功率器件技术水平与输送电压等级、容量的不断提高，柔性直流输电技术经历了早期两电平拓扑向模块化多电平拓扑的转变。1997年首个采用两电平拓扑的柔性直流输电工业试验工程(±10 kV/3 MW)在瑞典赫尔斯杨投运；2019年10月，基于模块化多电平拓扑的渝鄂背靠背工程(±420 kV/1 250 MW)投运；2020年6月，采用±500 kV/3 000 MW 柔性直流换流阀(VSC阀)的张北±500 kV柔性直流试验示范工程顺利投运。

电压等级的不断攀升，对换流阀均压屏蔽提出了更高要求，例如乌东德电站送电广东广西特高压多端直流示范工程(简称昆柳龙直流工程)对VSC阀的操作冲击电压要求已达到1 600 kV。基于模块化多电平技术的VSC阀塔均压设计一定程度上借鉴了常规直流换流阀(line commutated converter,LCC)外均压措施[6—11]，但由于起步时间较晚，鲜有相关文献报道。文献[12] 基于ANSYS详细计算了阀塔在绝缘型式试验下的表面电场分布；文献[13]基于Solidworks与ANSYS联合建模完成了VSC阀交流电场分布的仿真分析，对比研究了有、无水路对阀塔金具表面电场分布的影响；文献[14]研究了VSC阀串联绝缘子电压分配不均的问题，提出了采用支撑绝缘子法兰与水路等电位连接的电压均衡方法；文献[15]采用ElecNet电场仿真软件分析了绝缘试验电压下功率模块内部电场的分布特性；……