CN102097402A - 一种直流换流阀水路均压装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种直流换流阀水路均压装置。该直流换流阀水路均压装置采用了阀塔和阀段自然均压相结合的设计方法，该方法优点是阀塔和阀段内自然均压，只要在满足爬电要求条件下，管路长度一样就可以轻松实现均压，无需仔细计算设计，同时设计、安装和制造等工艺简单。
Description
技术领域
本发明电力电子设备领域，具体涉及一种直流换流阀水路均压装置。
背景技术
目前国内外还没有类似的技术发明。传统的换流阀均压设计通常有两种结合方式：1.阀塔采用自然均压设计方法，阀段采用非自然均压串联设计。2.阀塔采用非自然均压的水管模块中间式设计方法，阀段采用自然均压的并联设计。不同的阀塔水路布置方式对阀段的均压有很大影响，非自然均压设计方式需要仔细计算管长和布置等电位针才能实现阀段的均压，进而影响阀段内晶闸管的均压。非自然均压设计方法经验成熟，但需要仔细的均压设计，在阀塔内要安装大量等电位电极和等电位管。
发明内容
本发明提供了一种新颖的换流阀均压设计方法，如图1和2所示。该均压设计方法采用了阀塔和阀段自然均压相结合的设计方法，该方法优点是阀塔和阀段内自然均压，只要在满足爬电要求条件下，管路长度一样就可以轻松实现均压，无需仔细计算设计，同时设计、安装和制造等工艺简单。
本发明提供了一种直流换流阀水路均压装置，包括：直流均压电阻、设在阀段层间水路的电阻、设在阀段内水路的电阻和等电位针，其特征在于所述直流均压电阻和晶闸管并联，多个晶闸管串联成一个晶闸管级，设在阀段内水路的电阻和一个晶闸管级并联，两个阀段构成一个模块，多个模块构成一个阀塔，设在阀层间水路的电阻与多个模块并联，等电位针安装在阀段水管内和阀层水管间，起到固定电位的作用，整个阀塔采用并联水路连接，阀塔水路采用大螺旋方式，实现与换流阀等效电路的并联，阀段内部采用并联方式冷却电阻、散热器和饱和电抗器，在每一个阀段的水路进出口处安置等电位，换流阀水路采用这两种自然并联均压相结合的水路设计方法，可以实现阀段之间和阀段内部晶闸管级的均压，避免电压分布不均导致局部漏电流过高，造成水路系统元件局部电腐蚀，引起管路堵塞或漏水，从而提高水路系统的可靠性和使用寿命。
本发明技术方案的优点是：均压设计和等电位电极可以起到均压、固定电位和防电腐蚀作用。
1.均压作用，避免晶闸管级电压分布不均会影响电气性能(电压应力)和晶闸管元件可靠性，甚至部分晶闸管承受电压过高，导致损害。
2.固定电位作用，防止阀层间主水管壁内外电位差过高或水管与附近金属电位差过高而击穿水管引发漏水。
3.收集漏电流，防电腐蚀作用：等电位电极采用不锈钢材料，具有很好的抗电腐蚀作用。根据法拉第电解定律和漏电流的大小可以确定满足35年运行条件下等电位针的重量，以保证水路其它部件不被腐蚀。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是依据本发明的换流阀均压设计方法的阀段均压等效电路图；
图2是依据本发明的换流阀均压设计方法的阀塔均压等效电路图；
其中，1a、1b-阀段，2a、2b-等电位针，3a、3b-设在阀层间水路的电阻，4-均压电阻，5-晶闸管，6-设在阀段内水路的电阻。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
如图2所示，本例所述的直流换流阀水路均压装置由位于不同水路支路上的多个阀层相互并联组成的阀塔结构，两个相串联的阀段1a、1b构成一个阀层，在该阀层内两个阀段1a、1b串联在同一水路支路上，将一等电位针2a安装在第一个阀段1a的水路支路的进口处，将另一等电位针2b安装在第二个阀段1b的水路支路的出口处，将两个等电位针与阀段串联在同一水路支路上后，再一起与两个相串联的设在阀层间水路的电阻3a、3b进行并联，每个设在阀层间水路的电阻均与一个阀段相对应进行并联布置。阀段层间水路电阻与相对应的阀段相并联，等电位针安装在阀段水管内和阀层水管间，起到固定电位的作用，整个阀塔采用并联水路连接，阀塔水路采用大螺旋方式，实现与换流阀等效电路的并联，阀段内部采用并联方式冷却电阻、散热器和饱和电抗器，在每一个阀段的水路进出口处安置等电位，换流阀水路采用这两种自然并联均压相结合的水路设计方法，可以实现阀段之间和阀段内部晶闸管级的均压，避免电压分布不均导致局部漏电流过高，造成水路系统元件局部电腐蚀，引起管路堵塞或漏水，从而提高水路系统的可靠性和使用寿命。
如图1所示，每个阀段内包括均压电阻4、晶闸管5和设在阀段内水路的电阻6，若干晶闸管5串联成一晶闸管级，设在阀段内水路的电阻6并联在晶闸管级的两端，每个晶闸管5上均并联有一均压电阻4。
本发明主要对换流阀水冷却回路进行了革新设计，主要由图1和图2所示的4部分组成：直流均压电阻、阀段层间水路电阻、阀段水路电阻和等电位针。图1所示的并联冷却方式可以自然实现均压，水路支路的电阻是百兆欧姆级别的，水路支路进出口基本等电位，水路支路无泄露电流，因此在理论上水路支路不用安装防腐蚀电极。并联冷却方式的水路沿着电路布置，与直流均压电阻不交叉，具有很好的均压效果，即实现自然均压。图2所示的阀塔等效电路图，在每一个阀段的水路进出口安置等电位，这样阀层间水管水路电阻自然和阀段并联匹配，层间水路电阻跨过阀段电压一致，只要管长一样就很容易实现阀段之间的均压，因此，这种水路是一种自然均压方式。换流阀水路采用这两种自然均压相结合的水路设计方法，可以很容易实现阀段之间和阀段内部晶闸管级的均压，避免电压分布不均导致局部漏电流过高，造成水路系统元件局部电腐蚀(金属元件和接头O密封圈氯电流腐蚀)，引起管路堵塞或漏水，提高了水路系统的可靠性和使用寿命。
此处已经根据特定的示例性实施例对本发明进行了描述。对本领域的技术人员来说在不脱离本发明的范围下进行适当的替换或修改将是显而易见的。示例性的实施例仅仅是例证性的，而不是对本发明的范围的限制，本发明的范围由所附的权利要求定义。
Claims (1)
1.一种直流换流阀水路均压装置，包括：直流均压电阻、设在阀段层间水路的电阻、设在阀段内水路的电阻和等电位针，其特征在于所述直流均压电阻和晶闸管并联，多个晶闸管串联成一个晶闸管级，设在阀段内水路的电阻和一个晶闸管级并联，两个阀段构成一个模块，多个模块构成一个阀塔，设在阀层间水路的电阻与多个模块并联，等电位针安装在阀段水管内和阀层水管间，起到固定电位的作用，整个阀塔采用并联水路连接，阀塔水路采用大螺旋方式，实现与换流阀等效电路的并联，阀段内部采用并联方式冷却电阻、散热器和饱和电抗器，在每一个阀段的水路进出口处安置等电位，换流阀水路采用这两种自然并联均压相结合的水路设计方法，可以实现阀段之间和阀段内部晶闸管级的均压，避免电压分布不均导致局部漏电流过高，造成水路系统元件局部电腐蚀，引起管路堵塞或漏水，从而提高水路系统的可靠性和使用寿命。
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