CN101917836B - 一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，包括模块屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩；其特征在于所述模块屏蔽板包括位于换流阀的不同阀层、且于阀模块外围布置、将换流阀阀模块的三个面包围起来的角屏蔽板(1)和短屏蔽板(2)；角屏蔽板(1)在阀模块的外围，沿宽度方向的两端分别布置一个；短屏蔽板(2)在阀模块的外围，沿阀模块的长度方向依次排列三个。该装置在优化换流阀电气参数，提升换流阀电压等级上，具有很好的优势；同时，其具有更好的电压等级适应性，可以适用于不同的电压等级，甚至可以扩展之特高压±800kV以上电压等级。
Description
[技术领域]
本发明涉及直流输电换流阀领域，具体地说，涉及一种直流输电换流阀用的屏蔽系统。
[背景技术]
换流阀作为高压直流输电系统的核心部件，其发展和应用已经有多年的历史。换流阀的结构也有多种型式，不同的换流阀结构对应了不同的换流阀屏蔽系统。换流阀的屏蔽系统随着电压等级的提高，也有着很大的变换，不同的电压等级对应了不同的屏蔽系统设计。
换流阀的屏蔽系统从结构上分为两种：与换流阀局部结构-晶闸管级相关联的屏蔽板和与换流阀整体结构相关联的屏蔽罩。屏蔽板的结构尺寸相对较小，结构也相对简单，屏蔽罩的结构相对复杂，且结构尺寸较大。对于换流阀结构，屏蔽系统位于换流阀的外围，因此，屏蔽系统除了具有电气功能需要之外，还要考虑工艺的美观性和结构的协调性。
传统高压直流输电的换流阀屏蔽系统有着多种结构型式，不管是换流阀局部的屏蔽板还是换流阀整体结构的屏蔽罩，都有着很大的不同，各有其特点。由于电压等级的原因，屏蔽罩的结构型式差别不是太大。但对于屏蔽板而言，则有着很大的不同，不同的换流阀结构有着不同的屏蔽板型式。具体的讲，现有的屏蔽板结构可以分为两种型式：整体式和分散式。对于整体式，承载晶闸管级的换流阀的阀模块的外框架就是一个屏蔽板，在电气连接是采用一个电位固定的结构型式；对于分散式，与晶闸管级对应的阀模块有着多个屏蔽板，这些屏蔽板分别固定在不同的电位点上。
目前在运行的屏蔽系统设计发展已经趋于完善，但是也有一些不足，比如在电压等级兼容性问题上具有欠缺，会因为电压等级的提高，而不得不更改屏蔽系统设计，这会在一定程度上增加设计成本和生产成本。受制于屏蔽板的加工工艺，现有的屏蔽板架构在加工上相对于简单化，工艺美观性和简洁性没法得到更好的保证，存在工艺欠缺。
[发明内容]
本发明的目的在于针对现有技术存在的上述缺陷，提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，该装置在优化换流阀电气参数，提升换流阀电压等级上，具有很好的优势；同时，其具有更好的电压等级适应性，可以适用于不同的电压等级，甚至可以扩展之特高压±800kV以上电压等级。
本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，包括模块屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩；其中所述模块屏蔽板包括位于换流阀的不同阀层、且于阀模块外围布置、将换流阀阀模块的三个面包围起来的角屏蔽板和短屏蔽板；角屏蔽板在阀模块的外围，沿宽度方向的两端分别布置一个；短屏蔽板在阀模块的外围，沿阀模块的长度方向依次排列三个；顶屏蔽罩和底屏蔽罩结构相似，且外表面曲率半径相同。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述短屏蔽板和角屏蔽板均采用金属管材，金属管材的管直径为40-200mm。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述顶屏蔽罩和底屏蔽罩均包括带有圆角的金属外壳、纵向筋板、横向筋板及由金属槽钢焊接而成位于金属外壳内部的支撑框架。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述顶屏蔽罩的顶部设有两个通孔。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述支撑框架采用金属槽钢焊接而成。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述底屏蔽罩在换流阀的底部布置，数量为两个；两个底屏蔽罩位于同一阀层且在换流阀的底部；底屏蔽罩以上布置着若干层阀模块，每一层都有两个阀模块，阀模块相对布置，短屏蔽板和角屏蔽板位于阀层的外侧。
本发明提供的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，所述短屏蔽板、角屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩，其外表面通过抛光处理或喷砂处理，或为自然表面。
上述技术方案及设计：
模块屏蔽板与换流阀阀模块的晶闸管级相对应；顶屏蔽罩和底屏蔽罩与换流阀整体结构对应的。
模块屏蔽板分为两种结构型式，即短屏蔽板和角屏蔽板；短屏蔽板尺寸较小，角屏蔽板尺寸较大；这两种屏蔽板位于换流阀不同阀层的阀模块的外围布置，将换流阀阀模块的三个面包围起来。
在电气连接方面，两个角屏蔽板和三个短屏蔽板的电位分别固定在阀模块晶闸管级的不同点电位点上；短屏蔽板和角屏蔽板上设计固定板，通过支撑结构件和固定板连接，将屏蔽板固定在阀模块的框架上。
短屏蔽板和角屏蔽板在加工结构上是一致的，都采用金属管材通过折弯加工而成，金属管材的管径和折弯半径都是和电压等级相关联的，对应于高的电压等级，金属管材的管径和折弯半径相对较大，对于低电压等级，则管径和折弯半径相对较小。金属管材的管径从直径40-200mm的范围不等，根据电压等级不同而选择不同的管径。通过金属管材折弯加工成屏蔽板的骨架，在骨架的中间部分形成了孔洞，该孔洞用于和管材同种材料的板材通过焊接工艺填补，最终从外观上看，短屏蔽板和角屏蔽板都是一个相对封闭的结构。
换流阀的底屏蔽罩和顶屏蔽罩的结构尺寸相对较大，且结构类似，二者的外表面的曲率半径是一致，只是内部结构因为安装固定的不同而有所差异。底屏蔽罩和顶屏蔽罩分别处于换流阀的底部和顶部，都会因为电气连接的因素，而承受对地的相对高的电位，尤其是对于特高压换流阀来说，需要底屏蔽罩和顶屏蔽罩设计很大的圆角半径才能满足电气均压的需要。
底屏蔽罩由以下几部分组成：带有圆角的金属外壳、用于悬吊固定支撑的内部框架、用于金属外壳结构强化的纵向筋板和横向筋板。通过特殊的工艺，将金属板材加工成底屏蔽罩的外壳，该外壳整体都是圆弧设计，圆弧具有特殊的曲率半径，这些半径的大小取决于电压的高低。在金属外壳内部焊接了由金属槽钢焊接而成的支撑框架，该支撑框架的作用是用于悬吊底屏蔽罩及其他换流阀的附属器件。由于底屏蔽罩的金属外壳尺寸较大，会因为结构的原因存在尺寸变形或者结构变形，因此在金属外壳内部焊按了纵向筋板和横向筋板。
顶屏蔽罩同样由以下几个部分组成：带有圆角的金属外壳、用于悬吊支撑的内部框架09、用于金属外壳结构强化的纵向筋板和横向筋板。和底屏蔽罩一致的是：金属外壳的圆角半径是一样的，金属外壳的总体尺寸是一样的，不同的是屏蔽罩的内部框架和强化筋板的。顶屏蔽罩因为换流阀的悬吊结构因素以及其他换流阀功能因素，在顶部开有两个孔。
对应于换流阀的结构特点，换流阀的整体屏蔽系统从分布上看，结构如下：在换流阀的底部布置着两个底屏蔽罩，两个底屏蔽罩位于同一阀层；底屏蔽罩以上布置着若干层阀模块，每一层都有两个阀模块，阀模块相对布置，所有的短屏蔽板和角屏蔽板位于阀层的外侧。换流阀阀模块层的顶部是有顶屏蔽罩层，该层布置了两个顶屏蔽罩。对于换流阀的短屏蔽板、角屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩，其外表面可以是抛光处理，也可以是自然表面，也可以是喷砂处理。
与现有技术相比，本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置具有下述优点：
1、屏蔽系统的设计具有独特性，既满足了电气功能的需要，又保证了换流阀的结构美观性。
2、底屏蔽罩和顶屏蔽罩的机构设计巧妙，便于加工。该结构具有很好的结构稳定性和强度，同时又具有美观性。
3、短屏蔽板和角屏蔽板，采用金属圆管折弯加工，不但加工方便，且可以保证很好的换流阀均压特性。
4、具有高电位的底屏蔽罩和顶屏蔽罩分别位于换流阀的顶和底，屏蔽板位于换流阀阀模块层的外围的布局，该布局在电气上更优化，更合理。
5、圆管折弯加工的框架内部采用金属板焊接填补，既增加了屏蔽板的结构强度，同时也便于固定安装，又增加了屏蔽板的美观性。
[附图说明]
图1是：本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的阀模块与屏蔽装置结合的立体结构示意图。
图2是：本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置的阀模块底屏蔽罩的结构示意图。
图3是：本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置的底屏蔽罩立体结构示意图。
图4是：本发明提供的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置的整体结构示意图。
图中：1、角屏蔽板；2、短屏蔽板；3、金属外壳；4、纵向筋板；5、横向筋板；6、支撑框架。
[具体实施方式]
以下结合附图，通过具体实施方式，对本发明的一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置做进一步更详细的说明。
[实施例1]
本实施例的应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，如图1-4所示：包括模块屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩；其中所述模块屏蔽板包括位于换流阀的不同阀层、且于阀模块外围布置、将换流阀阀模块的三个面包围起来的角屏蔽板1和短屏蔽板2；角屏蔽板1在阀模块的外围，沿宽度方向的两端分别布置一个；短屏蔽板2在阀模块的外围，沿阀模块的长度方向依次排列三个；顶屏蔽罩和底屏蔽罩结构相似，且外表面曲率半径相同。
短屏蔽板2和角屏蔽板1均采用金属管材，金属管材的管直径为40mm。
顶屏蔽罩和底屏蔽罩均包括金属外壳3、纵向筋板4、横向筋板5及由金属槽钢焊接而成位于金属外壳3内部的支撑框架6；其中，纵向筋板4、横向筋板5用于金属外壳3的结构强化；支撑框架6采用金属槽钢焊接而成，其作用为用于悬吊底屏蔽罩及其他换流阀的附属器件。
顶屏蔽罩因为换流阀的悬吊结构因素以及其他换流阀功能因素，在顶屏蔽罩的顶部设有两个通孔。
底屏蔽罩在换流阀的底部布置，数量为两个；两个底屏蔽罩位于同一阀层且在换流阀的底部；底屏蔽罩以上布置着若干层阀模块，每一层都有两个阀模块，阀模块相对布置，短屏蔽板和角屏蔽板位于阀层的外侧。
短屏蔽板2、角屏蔽板1、顶屏蔽罩和底屏蔽罩，其外表面通过抛光处理。
[实施例2]
本实施例的用于高压直流换流阀的屏蔽装置，同实施例1，唯有不同之处在于：
短屏蔽板5和角屏蔽板6采用的金属管材管直径为200mm；短屏蔽板2、角屏蔽板1、顶屏蔽罩和底屏蔽罩，其外表面通过喷砂处理。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本发明申请待批权利要求保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应用于高压直流换流阀的屏蔽装置，包括模块屏蔽板、顶屏蔽罩和底屏蔽罩；其特征在于所述模块屏蔽板包括位于换流阀的不同阀层、且于阀模块外围布置、将换流阀阀模块的三个面包围起来的角屏蔽板（1）和短屏蔽板（2）；角屏蔽板（1）在阀模块的外围，沿宽度方向的两端分别布置一个；短屏蔽板（2）在阀模块的外围，沿阀模块的长度方向依次排列三个；所述短屏蔽板（2）和角屏蔽板（1）均采用金属管材，金属管材的管直径为40-200mm。
2.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于所述顶屏蔽罩和底屏蔽罩结构相似，且外表面曲率半径相同。
3.根据权利要求1或2所述的屏蔽装置，其特征在于所述顶屏蔽罩和底屏蔽罩均包括带有圆角的金属外壳（3）、纵向筋板（4）、横向筋板（5）及由金属槽钢焊接而成位于金属外壳（3）内部的支撑框架（6）。
4.根据权利要求1或2所述的屏蔽装置，其特征在于所述顶屏蔽罩的顶部设有两个通孔。
5.根据权利要求3所述的屏蔽装置，其特征在于所述支撑框架（6）采用金属槽钢焊接而成。
6.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于所述底屏蔽罩在换流阀的底部布置，数量为两个；两个底屏蔽罩位于同一阀层且在换流阀的底部；底屏蔽罩以上布置着若干层阀模块，每一层都有两个阀模块，阀模块相对布置，短屏蔽板（2）和角屏蔽板（1）位于阀层的外侧。
7.根据权利要求1所述的屏蔽装置，其特征在于所述短屏蔽板（2）、角屏蔽板（1）、顶屏蔽罩和底屏蔽罩，其外表面通过抛光处理或喷砂处理，或为自然表面。
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