CN101326693B - 高压直流滤波器 - Google Patents

Abstract

一种用于高压直流系统的滤波器装置，该滤波器装置包括设置在室内场所的电容器装置和电抗器装置，该室内场所具有用于竖立滤波器部件、包括限定第一电势方向的高压区域和低压区域的第一空间。

Description

高压直流滤波器

技术领域

本发明涉及高压直流(HVDC)输电系统，本发明特别涉及包括电压源换流器(VSC)的HVDC系统，其中VSC包括可失效的(extinguishable)半导体元件，比如IGBT。具体地，本发明涉及HVDC系统的滤波器装置。

背景技术

在本上下文中，词语“传统HVDC”包括：包含电流源换流器(CSC)的HVDC系统，该CSC包含不可失效(non-extinguishable)的半导体元件，比如闸流晶体管。在本上下文中，词语“轻型HVDC”包括：包含VSC的HVDC系统。对于传统HVDC以及轻型HVDC两者来说，交流(AC)滤波器对于减少注入到所连接的AC网络中的谐波数量是必需的。滤波器典型地被设计为被调谐到相关谐波次数的谐振电路。滤波器的主要部件是电容器、电抗器和电阻器。滤波器通常作为变电站开关场(switchyard)的一部分在户外构建。

与HVDC系统有关的滤波器向环境辐射声音是公知的。有时，可以通过直接附着到辐射设备本身的装置来减小这种辐射。这种装置的示例是屏障和声音吸收材料。这些措施经常和冷却设备的需要相冲突。这样的措施还会增加设备的重量，并且可能难以应用在高压电势下。因此，尤其是与HVDC轻型有关，将滤波器装在室内是公知的。滤波器置于室内的优点是减小可听见的电磁发射噪声。此外，室内滤波器设备还不受大气污染。

当所述系统电压增加时，滤波器的尺寸也增加。对于电容器装置，公知的是将多个电容器元件设置在堆栈中。当被连接时，电压电平随着电容器堆栈的高度而增加。典型地，主电容器堆栈的高度与必要的气隙一起决定了室的高度。高度较低的其它部件主要贡献于占地面积。占地面积是用于展开滤波器设备的必要面积，该滤波器设备包括滤波器部件之间的必要气隙。当将正常设计的滤波器装在室内时，所述室体积的空间利用率很低。只有电容器利用了所述高度，而其它部件与气隙一起主要决定了长度和宽度。因此，室的较大容量都未被使用。

在室内方案中，将主馈电总线放在室内也是有利的；否则就无法实现减少无线电干扰和免受污染的目的。

通过特殊设计的昂贵的部件来减轻可听见的噪声是公知的。使用材料和设备使声源降低发射或通过屏蔽单独部件也是公知的。通过安装专用的附加滤波器来减小射频发射是公知的。通过针对绝缘体的更长的爬电距离或者通过针对疏水性(hydrofobicity)的涂敷来解决污染问题是公知的。

对于低压(和功率)系统，这些问题较不重要。

发明内容

本发明寻求提供一种改进的具有室内滤波器的HVDC系统以及提供室内滤波器的方法。

根据本发明，通过特征在于独立权利要求1中的特征的控制设备或者通过特征在于独立权利要求7中的步骤的方法来实现上述目的。在从属权利要求中描述了优选实施例。

根据本发明，滤波器室被布置成包括具有第一电势方向的第一空间以及具有第二电势方向的第二空间，其中第一电势方向至少部分地与第二电势方向相反。每个空间被设置用来容纳滤波器设备的一部分，并包括低压区域和高压区域，其限定从低到高电压电平的电势方向。在本发明的实施例中，第一空间的高压区域邻近于第二空间的高压区域设置。在本发明的另一实施例中，第一和第二空间的高压区域是公共的，因此第一和第二空间彼此交叠。在又一实施例中，第一和第二空间中的一个设置在另一个的上面。

本发明的原理是放置在第二空间(其通常是上部空间)的滤波器设备被颠倒安装，使得高压端向下。室内总线放置在第一空间的高压区域，并直接从变压器进线套管、穿墙套管或者通过线缆/端接器供电。主电容器装置从顶板悬挂在总线的上方。这样，第二空间的低压区域包括电容器装置的低压端。结果，第二空间的高压区域包括该电容器装置的高压端。滤波器的其它部件可以沿着室壁装在一个或多个高架层上。

利用这种布置，滤波器室的高度是相同的，但是占地面积大大减小。将滤波器置于室内有三个主要目的，即减小传到环境中的可听见声音，减小无线电干扰以及减小灰尘和微粒对设备的污染。所有这些目的都可通过室内方案来实现，并且根据本发明，室体积也减小了。

在本发明的第一方面中，通过用于HVDC系统的滤波器装置来实现所述目的，滤波器装置包括设置在室内场所的电容器装置和电抗器装置，所述室内场所具有用于竖立滤波器部件、包括限定第一电势方向的高压区域和低压区域的第一空间，其中所述室内场所还包括用于竖立滤波器部件、具有限定第二电势方向的低压区域和高压区域的第二空间，并且其中，第一电势方向与第二电势方向相反。在实施例中，第一空间的高压区域邻近于第二空间的高压区域设置。在本发明的实施例中，第二空间位于第一空间上面。在另一实施例中，第一空间的高压区域与第二空间的高压区域是公共的。

在本发明的第二方面中，所述目的通过提供用于HVDC系统的滤波器装置的方法来实现，滤波器装置包括设置在室内场所的电容器装置、电抗器装置以及电阻器装置，所述室内场所具有用于竖立滤波器部件、包括限定第一电势方向的高压区域和低压区域的第一空间，所述方法包括提供用于竖立滤波器部件、具有限定第二电势方向的低压区域和高压区域的第二空间；以及定向第二空间，使得第一电势方向部分地变成与第二电势方向相反。在实施例中，第一空间的高压区域邻近于第二空间的高压区域设置。在本发明的实施例中，所述方法包括将第二空间置于第一空间的上面。在另一实施例中，所述方法包括将第一空间的高压区域和第二空间的高压区域设置为公共的。

本发明的其它实施例在从属权利要求中描述。

附图说明

从结合附图的以下详细描述中，本发明的其它特征和优点对于本领域的普通技术人员将会变得更加清楚，其中：

图1是示出示例性滤波器部件的、根据本发明的滤波器室的正视图，以及

图2是示出第一和第二空间特性的滤波器室的正面图。

具体实施方式

作为示例，在图1和2中示出了用于HVDC系统的室内滤波器。用于容纳滤波器部件的室1包括具有限定第一电势方向21的低压电平区域18和高压电平区域16的第一空间2。低压区域被设置成接纳滤波器部件的低压端。高压电平区域被设置成接纳滤波器部件的高压端。在所示出的实施例中，所述室还包括具有限定第二电势方向22的低压电平区域17和高压电平区域15的第二空间3。第二空间的高压区域和低压区域同样被设置成分别接纳滤波器部件的高压端和低压端。

在所示出的实施例中，所述室包含彼此连接的电压测量装置7、第一系列电抗器8和第二系列电抗器9。这些滤波器部件设置在第一空间中，其中，其高压电平端位于第一空间的高压区域，而其低压电平端位于第一空间的低压区域。来自于变压器(未示出)的第一套管4被设置成其高压端子位于第一空间的高压电平区域。连接到VSC的第二套管被设置成其高压端子也位于第一空间的高压电平区域。

从所述室的顶板悬挂的是第一电容器堆栈10和第二电容器堆栈11。每个电容器堆栈包括彼此相邻排成一行的多个电容器元件19。所述电容器堆栈包括位于第二空间的高压区域中的高压端。电容器堆栈的低压端位于第二空间的低压区域中。

不一定但是非常普遍的是，滤波器布置不仅包括电容器装置和电抗器装置而且包括电阻器装置。在所示出的实施例中，可选的电阻器12设置在第二空间中的架子13上。电阻器没有显著的低压端和高压端，而仅仅有低电压连接。因此适当的是将电阻器设置在第二空间的高压区域之外并靠近所述室的墙壁，该墙壁连接到地。电抗器14设置在所述室的相反侧的架子20上。象电阻器一样，电抗器没有显著的电势方向。因此，将电抗器设置成靠近墙壁并且在第二空间的高压区域之外是方便的。

滤波器设计的改进是，根据本发明，将滤波器部件设置在两层中，并将第二层部件倒转，使得高压端朝下。与其间有地板的两层室相比，根据本发明的所述布置导致更为紧凑的室以及对所述室体积的更为有效的利用。在本发明的另一实施例中，上部空间被降低，使得第一空间的高压区域与第二空间的高压电平区域是公共的。所述低压电平区域和高压电平区域之间的距离依赖于HVDC系统本身的电压电平。

尽管是优选的，但是本发明的范围不必受限于所展现的实施例，而是还包括对于本领域技术人员而言是显而易见的实施例。例如，所述室不必是自立式室，而是被设置成邻近于阀门室。在这样的布置中，阀门室和滤波器室至少有一个壁是公共的。另外，在这种情况下，这两个室共享同一屋顶构造。此外，第一和第二电势方向可以彼此倾斜。相反的要求相当于第一和第二电势方向的任何部分都是相反的。另外，第一和第二空间的位置可以被设置成在水平方向彼此相邻。

Claims (11)

1.一种用于高压直流系统的滤波器装置，所述滤波器装置包括设置在室内场所(1)的电容器装置(10)和电抗器装置(14)，所述室内场所(1)具有用于竖立滤波器部件、包括限定第一电势方向(21)的高压区域(16)和低压区域(18)的第一空间(2)，其特征在于所述场所还包括用于竖立滤波器部件、具有限定第二电势方向(22)的低压区域(17)和高压区域(15)的第二空间(3)，并且所述第一电势方向至少部分地与所述第二电势方向相反。

2.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中所述第一空间的高压区域被设置成邻近于所述第二空间的高压区域。

3.根据权利要求1所述的滤波器装置，其中所述第一空间(2)和所述第二空间(3)交叠，其中所述第一空间的高压区域(16)与所述第二空间的高压区域(15)是公共的。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的滤波器装置，其中所述第二空间(3)被置于第一空间(2)之上。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的滤波器装置，其中所述电容器装置(10)悬挂于第二空间中的顶板。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的滤波器装置，其中所述电抗器装置被置于第二空间中的架子(20)上。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的滤波器装置，其中所述滤波器装置包括被置于第二空间中的架子(13)上的电阻器装置(12)。

8.一种提供用于高压直流系统的滤波器装置的方法，所述滤波器装置包括设置在室内场所(1)的电容器装置(10)和电抗器装置(14)，所述室内场所(1)包括用于竖立滤波器部件、具有限定第一电势方向(21)的高压区域(16)和低压区域(18)的第一空间(2)，其特征在于，提供用于竖立滤波器部件、具有限定第二电势方向(22)的低压区域(17)和高压区域(15)的第二空间(3)，以及将所述第二空间定向成使得所述第一电势方向变得至少部分地与所述第二电势方向相反，以及电阻器装置(12)。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述方法还包括将第一空间的高压区域设置成邻近于第二空间的高压区域。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述方法还包括将第二空间(3)置于第一空间(2)之上。

11.根据权利要求8或9所述的方法，其中所述方法还包括将第一空间(2)的高压区域(16)与第二空间(3)的高压区域(15)设置成公共的。

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