一种柔直背靠背换流站的直流场结构论文和设计-王刚

全文摘要

本实用新型公开了一种柔直背靠背换流站的直流场结构。它位于柔直阀厅内、且设于整流侧换流阀塔和逆变侧换流阀塔之间，所述直流极线接地开关、分压器、OCT、避雷器和支持绝缘子依次布置于所述整流侧换流阀塔与所述逆变侧换流阀塔之间，所述直流极线接地开关通过连接金具和连接导线与所述整流侧换流阀塔连接，所述支持绝缘子通过所述连接金具和所述连接导线与所述逆变侧换流阀塔连接；OCT通过所述连接金具和所述连接导线分别与所述分压器和避雷器连接；分压器通过所述连接金具和所述连接导线与所述直流极线接地开关可拆卸连接，避雷器通过连接金具和所述连接导线与支持绝缘子可拆卸连接。本实用新型具有节省设备投资，减少占地面积的优点。

主设计要求

1.一种柔直背靠背换流站的直流场结构，位于柔直阀厅(9)内、且设于整流侧换流阀塔(1)和逆变侧换流阀塔(7)之间，其特征在于：包括直流极线接地开关(2)、分压器(3)、OCT(4)、避雷器(5)和支持绝缘子(6)，所述直流极线接地开关(2)、分压器(3)、OCT(4)、避雷器(5)和支持绝缘子(6)依次布置于所述整流侧换流阀塔(1)与所述逆变侧换流阀塔(7)之间，所述直流极线接地开关(2)通过连接金具(8)和连接导线(12)与所述整流侧换流阀塔(1)连接，所述支持绝缘子(6)通过所述连接金具(8)和所述连接导线(12)与所述逆变侧换流阀塔(7)连接；所述OCT(4)通过所述连接金具(8)和所述连接导线(12)分别与所述分压器(3)和避雷器(5)连接；所述分压器(3)通过所述连接金具(8)和所述连接导线(12)与所述直流极线接地开关(2)可拆卸连接，所述避雷器(5)通过所述连接金具(8)和所述连接导线(12)与所述支持绝缘子(6)可拆卸连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种柔直背靠背换流站的直流场结构，其特征在于：所述直流极线接地开关(2)与所述分压器(3)之间设有第一隔离断口(10)，所述第一隔离断口(10)的宽度大于或等于4.3m；所述避雷器(5)与所述支持绝缘子(6)之间设有第二隔离断口(11)，所述第二隔离断口(11)宽度大于或等于4.3m。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔直背靠背换流站的直流场结构，其特征在于：所述直流极线接地开关(2)与所述整流侧换流阀塔(1)之间的间距为10m；所述支持绝缘子(6)与所述逆变侧换流阀塔(7)之间的间距为10m；所述OCT(4)与所述分压器(3)之间的间距为3m；所述OCT(4)与所述避雷器(5)之间的间距为3m。

4.根据权利要求3所述的一种柔直背靠背换流站的直流场结构，其特征在于：所述直流极线接地开关(2)、分压器(3)、OCT(4)、避雷器(5)和支持绝缘子(6)均为支柱式设备，所述支柱式设备的支架均为钢管式支架。

5.根据权利要求4所述的一种柔直背靠背换流站的直流场结构，其特征在于：所述连接导线(12)为双分裂软导线或管形母线；所述连接金具(8)为软导线金具或管母金具。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及电力系统柔性输电技术领域，更具体地说它是一种柔直背靠背换流站的直流场结构。

背景技术

柔性直流输电是一种以电压源换流器、可关断开关器件和脉宽调制技术为基础的新型输电技术。相比常规直流输电方式，柔直输电具有无需无功补偿、无换相失败危险、有功和无功可独立控制、换流站占地面积小等特点，因此，具有广阔的应用前景。

柔性直流背靠背换流站是利用柔直换流技术，实现两端电力系统的非同步联网。柔直背靠背换流站直流场主要包括直流电流测量装置(简称OCT)、直流电压测量装置(简称分压器)、避雷器和接地开关等设备，直流场布置于整流侧和逆变侧之间；由于柔直背靠背换流站存在一端带电、另一端不带电的工况，以及退出一端、另一端作为STATCOM(静止同步补偿器)运行的工况，因此，直流场布置时需在两端之间设置足够的断口(如图1所示)，以避免不带电端对带电端造成影响；但其存在如下不足：1)设备投资较大：为满足现有柔直背靠背换流站一端带电、另一端不带电的运行要求，一般在直流极线整流侧和逆变侧各装设一组隔离开关。当需要整流侧或逆变侧单侧带电运行时，通过打开靠逆变侧或靠整流侧的隔离开关即可。采用该种布置方式，每组直流极线上，除各装设一组接地开关、分压器、OCT、避雷器之外，还需装设二组隔离开关；2)占地较大：采用现有装设隔离开关的布置方式，若极线上各设备仍一次按一字型布置，则相比取消隔离开关的布置方式，直流极线纵向尺寸将增加约12m，当柔直换流阀塔及直流场设备采用户内布置时，直流场占地增加将使得柔直阀厅尺寸相应增加；若将隔离开关垂直于极线布置，虽然直流场纵向尺寸与取消隔离开关布置方式基本相当，但隔离开关将部分占用直流正负极线之间的检修空间，不利于设备的检修维护。

因此，现亟需研发一种节省设备投资、减少占地面积的柔直背靠背换流站的直流场结构。

发明内容

本实用新型的目的是为了提供一种柔直背靠背换流站的直流场结构，节省设备投资，减少占地面积或优化检修场地。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种柔直背靠背换流站的直流场结构，位于柔直阀厅内、且设于整流侧换流阀塔和逆变侧换流阀塔之间，其特征在于：包括直流极线接地开关、分压器、OCT、避雷器和支持绝缘子，所述直流极线接地开关、分压器、OCT、避雷器和支持绝缘子依次布置于所述整流侧换流阀塔与所述逆变侧换流阀塔之间，所述直流极线接地开关通过连接金具和连接导线与所述整流侧换流阀塔连接，所述支持绝缘子通过所述连接金具和所述连接导线与所述逆变侧换流阀塔连接；所述OCT通过所述连接金具和所述连接导线分别与所述分压器和避雷器连接；所述分压器通过所述连接金具和所述连接导线与所述直流极线接地开关可拆卸连接，所述避雷器通过所述连接金具和所述连接导线与所述支持绝缘子可拆卸连接。

在上述技术方案中，所述直流极线接地开关与所述分压器之间设有第一隔离断口，所述第一隔离断口的宽度大于或等于4.3m；所述避雷器与所述支持绝缘子之间设有第二隔离断口，所述第二隔离断口的宽度大于或等于4.3m。

在上述技术方案中，所述直流极线接地开关与所述整流侧换流阀塔之间的间距为10m；所述支持绝缘子与所述逆变侧换流阀塔之间的间距为10m；所述OCT与所述分压器之间的间距为3m；所述OCT与所述避雷器之间的间距为3m。

在上述技术方案中，所述直流极线接地开关、分压器、OCT、避雷器和支持绝缘子均为支柱式设备，所述支柱式设备的支架均为钢管式支架。

在上述技术方案中，所述连接导线为双分裂软导线或管形母线；所述连接金具为软导线金具或管母金具。

本发明具有如下优点：

(1)本实用新型适用于柔直背靠背换流站需一端带电、另一端不带电的工况，在避雷器与支持绝缘子之间的连接导线或者直流极线接地开关与分压器之间的连接导线，以保证对另一非带电端的隔离断口；克服了常规直流场布置采用在整流侧和逆变侧分别设置足够的断口、设置隔离开关，设备投资较大、占地较大的缺点；本实用新型比现有装设隔离开关的布置方式的直流极线纵向尺寸减少约12m；

(2)本实用新型在避雷器与支持绝缘子之间设置隔离断口，且在直流极线接地开关与分压器之间设置隔离断口，以保证对另一非带电端的隔离断口要求，可节省设备投资，减少占地面积或优化检修场地，具有良好的经济效益和社会效益。

附图说明

图1为现有柔直背靠背换流站的直流场结构。

图2为本实用新型结构示意图。

图3为本实用新型工作结构示意图一。

图4为本实用新型工作结构示意图二。

图中1-整流侧换流阀塔,2-直流极线接地开关,3-分压器,4-OCT,5-避雷器,6-支持绝缘子,7-逆变侧换流阀塔,8-连接金具,9-柔直阀厅,10-第一隔离断口,11-第二隔离断口,12-连接导线。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种柔直背靠背换流站的直流场结构，位于柔直阀厅9内、且设于整流侧换流阀塔1和逆变侧换流阀塔7之间，包括直流极线接地开关2、分压器3、OCT 4、避雷器5和支持绝缘子6，所述直流极线接地开关2、分压器3、OCT 4、避雷器5和支持绝缘子6依次布置于所述整流侧换流阀塔1与所述逆变侧换流阀塔7之间，所述直流极线接地开关2通过连接金具8和连接导线12与所述整流侧换流阀塔1连接，所述支持绝缘子6通过所述连接金具8和所述连接导线12与所述逆变侧换流阀塔7连接；所述OCT 4通过所述连接金具8和所述连接导线12分别与所述分压器3和避雷器5连接；所述分压器3通过所述连接金具8和所述连接导线12与所述直流极线接地开关2可拆卸连接，所述避雷器5通过所述连接金具8和所述连接导线12与所述支持绝缘子6可拆卸连接(如图2、图3、图4所示)。

所述直流极线接地开关2与所述分压器3之间设有第一隔离断口10，所述第一隔离断口10的宽度大于或等于4.3m；所述避雷器5与所述支持绝缘子6之间设有第二隔离断口11，所述第二隔离断口11的宽度大于或等于4.3m；相对于本实用新型所述的柔直背靠背换流站的直流场结构，同样对应420kV等级，若采用现有技术的加装隔离开关来满足断口要求，且隔离开关采用一字形布置，则纵向尺寸需增加约12m，单个阀厅增加占地约780平方米。

所述直流极线接地开关2与所述整流侧换流阀塔1之间的间距为10m；所述支持绝缘子6与所述逆变侧换流阀塔7之间的间距为10m；所述OCT 4与所述分压器3之间的间距为3m；所述OCT 4与所述避雷器5之间的间距为3m。

所述直流极线接地开关2、分压器3、OCT 4、避雷器5和支持绝缘子6均为支柱式设备；直流极线接地开关2采用支柱式设备，用于极线检修时接地用；所述分压器3采用支柱式设备，用于测量直流运行时极线上的电压；所述OCT 4采用支柱式设备，用于测量直流运行时极线上的电流；所述避雷器5采用支柱式设备，用于限制直流运行时极线上的电压，避免过电压对极线设备可能造成的影响；所述支持绝缘子6采用支柱式设备(如图2、图3、图4所示)，用于支撑整流侧或逆变侧的汇流母线。

所述支柱式设备的支架均为钢管式支架，用于支撑极线设备。

所述连接导线12为双分裂软导线或管形母线，用于实现极线上各设备之间回路的连通；所述连接金具8为软导线金具或管母金具，用于实现极线上各设备之间回路的连通。

本实用新型所述的一种柔直背靠背换流站的直流场结构的工作过程如下：所述整流侧换流阀塔1，阀塔采用落地式安装，通过支持绝缘子固定安装；当直流功率反向传输时，该阀塔也可作为逆变侧；所述直流极线接地开关2采用支柱式设备，用于极线检修时接地用；所述分压器3采用支柱式设备，用于测量直流运行时极线上的电压；所述OCT 4采用支柱式设备，用于测量直流运行时极线上的电流；所述避雷器5为避雷器采用支柱式设备，用于限制直流运行时极线上的电压，避免过电压对极线设备可能造成的影响；所述支持绝缘子6采用支柱式设备，用于支撑整流侧或逆变侧的汇流母线；所述逆变侧换流阀塔7采用落地式安装，通过支持绝缘子固定安装；当直流功率反向传输时，该阀塔也可作为整流侧；所述柔直柔直阀厅9采用钢结构，屋面采用网架结构，用于保证换流阀塔及直流极线设备为户内布置。

当整流侧换流阀塔或逆变侧换流阀塔单端带电时，通过解开避雷器5与支持绝缘子6之间的连接导线12或者直流极线接地开关2与分压器3之间的连接导线12(如图3、图4所示)，以保证对另一非带电端的隔离断口要求。

其它未说明的部分均属于现有技术。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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