CN104135167B - Hvdc 换流阀塔 - Google Patents

Abstract

公开了一种HVDC换流阀塔。所述HVDC换流阀塔包括圆柱形的阀模块装载部、装载在阀模块装载部上的阀模块，以及布置在阀模块装载部中心以能够旋转的吊架。

Description

HVDC换流阀塔

技术领域

本公开涉及一种高压直流(HVDC)换流阀塔。

背景技术

HVDC输电系统利用电力变换器将从发电厂产生的高压AC电力变换成DC电力，传输该变换的DC电力，再次将DC电力变换为AC电力，然后供应变换后的AC电力。

HVDC输电系统具有一些优点在于：它具有低的功率损耗，和AC电力对比，由于其较低的电压所以绝缘工作较容易，而且由于该输电系统的低感应损伤，它可以具有缩减的尺寸和高度。此外，它能够连接具有不同电压或频率的两个AC系统，从而提高AC系统的稳定性，还有当AC系统发生故障时，它能够防止故障波及其他相邻的系统。因此，HVDC输电系统用作新型可再生能源的电力系统连接手段，特别用于大型海上风力发电场等的电力输送。

在将AC电力变换成DC电力的HVDC变电站中设置有用于将交流电变换成直流电的AC/DC变换器部。

AC/DC变换器部还被称作阀模块(在下文中，称为“阀模块”)。在电流源HVDC系统中，晶闸管换流阀用于AC/DC变换器部，而在电压源HVDC系统中，IGBT器部用于AC/DC变换器部。

在HVDC系统中，根据电源变换能力将多个阀模块垂直堆叠，从而构成了换流阀塔。

如图1所示，换流阀塔可以固定至变电站的内屋顶上以便于保护阀模块免受诸如地震等环境危险因素的损坏。

图1是示出了一般换流阀塔的示意图。参照图1，多个阀模块10彼此堆叠并通过支承绝缘子20相互连接，从而构成了换流阀塔。

可以从换流阀塔上拆卸下阀模块10以便于定期检查或维修故障。然而，因为多个阀模块10串联连接，所以为了分离出特定的阀模块10，不得不将一部分阀模块10或全部的阀模块10从换流阀塔上拆卸下来。也就是，当要分离出最上面的阀模块10时，必须从最下面的阀模块依次拆卸阀模块10。因此，为了分离出特定的阀模块10，不得不拆卸整个阀模块10。

图2是示出了另一种一般换流阀塔的示意图。参照图2，多个阀模块10彼此堆叠并通过支承绝缘子20相互连接，从而构成了换流阀塔。

在这种情况下，为了从换流阀塔上分离出阀模块10，沿着安装在天花板上的导轨移动的提升机不得不移动至预定位置，然后通过提升机的操作分离出阀模块10。

然而，因为多个换流阀塔一般安装在比较宽的区域上，所以用于移动提升机的导轨也应该安装在整个天花板上，因而增加了设备的成本。此外，因为必须移动提升机在预定位置，然后再进行提升机的操作，所以花费了长的工作时间。

发明内容

实施例提供了一种HVDC换流阀塔，在所述HVDC换流阀塔中，用于高压直流(HVDC)系统的阀模块上下堆叠以具有圆柱形形状。

在一个实施例中，HVDC换流阀塔包括圆柱形的阀模块装载部；阀模块，其装载在阀模块装载部上；以及吊架，其布置在阀模块装载部的中心以能够旋转。

阀模块装载部可以具有上下布置的多层。

阀模块装载部可以包括多个底架，其上下布置；滑动部，其联接至底架以沿径向方向滑动；以及阀模块，其布置在滑动部上。

滑动部可以包括导向部，其被构造为固定至底架；以及移动部，其被构造为由导向部引导以沿径向方向移动，且阀模块可以定位在移动部上。

移动部可以包括上下穿过移动部的第一切除部。

底架可以具有上下穿过底架的第二切除部。

第一切除部和第二切除部可以彼此相互重叠布置。

与吊架联接的吊架固定部可以设置在阀模块的上部上。

突出部可以设置在阀模块的下部处，且移动部可以具有向上开口且向下凹陷的凹部，且突出部可以被容纳入凹部中以滑动。

在以下的附图和说明书中阐述了一个或多个实施例的细节。从说明书和附图，以及从权利要求书中其他特征将变得明显。

附图说明

图1是示出了一般HVDC换流阀塔的示意图。

图2是示出了另一种一般HVDC换流阀塔的示意图。

图3是示意性示出了根据一个实施例的HVDC的立体图。

图4是图3的局部放大图。

图5a至图5d是示出了根据一个实施例的HVDC换流阀塔的操作过程的视图。

具体实施方式

现在将详细地说明本公开的实施例，在附图中示出了其示例。

图3是示意性示出了根据一个实施例的HVDC的立体图，且图4是图3的局部放大图。

在下文中，将参照图4示意性地描述安装在HVDC换流阀塔处的阀模块100的构造，然后将参照图3和图4描述HVDC换流阀塔的构造。

图4是示出了抽出将一个阀模块100和后面将要描述的移动部222抽出的状态的放大图。阀模块100将直流电变换成交流电。在电流源HVDC系统中，晶闸管换流阀用于阀模块100，而在电压源HVDC系统中，IGBT器部用于阀模块100。因此，根据一个实施例的构成HVDC换流阀塔的阀模块100可以是晶闸管换流阀或IGBT器部。

参照图4，阀模块100包括外壳，该外壳具有近似矩形的平行六面体的外部形状；以及安装在其中的各种电子部部。阀模块100的外壳具有两个冷却水口110。两个冷却水口中的其中一个是进水口111，通过进水口111引入冷却水，而另一个是出水口112，通过出水口112排出换流阀塔100中循环的冷却水。

此时，冷却水口110可以设置在外壳的环绕外壳的外端的上表面中。然而，冷却水口110不一定必须设置在外壳的上表面中。冷却水口110可以设置在沿阀模块装载部的径向方向指向的外侧表面中，或可以设置在布置在外侧表面左右侧的两侧面中。然而，在任何情况下，冷却水口110环绕外壳的外端而设置在维护方面是有利的。对于定期检查，维修和维护，应该将相应的阀模块100抽出至外壳的外部。且在抽出阀模块100之前，连接至冷却水口110的冷却水循环管400应该与冷却口110分离。此时，使得冷却水口110环绕外壳的外端而定位是有利的。

同时，与吊架300联接的吊架固定部120设置在阀模块100的上部上。吊架固定部120可以与吊架300的吊钩或环部联接。

突出部130设置在阀模块100的下部处以向下方突出。突出部130用来插入进移动部222的凹部中，其将在后面描述，使得阀模块100可以稳定地定位在移动部222上。

参照图3和图4，HVDC换流阀塔包括环形阀模块装载部200，其具有预定高度和宽度；以及吊架300，其布置在阀模块装载部200的中心部处；以及冷却水循环管400，其冷却阀模块100。

更具体地，阀模块装载部200具有上下堆叠的多层。每一层包括底架210；以及滑动部220，其联接至底架210以沿径向方向滑动。

底架210具有大致圆板形状，其中心部被切除。因为底架210用来支承多个阀模块100，所以它可以由可稳定地支承重负荷的高刚性材料制成。

底架210的上部与滑动部220联接。滑动部220包括固定至底架210的上表面的导向部221，且移动部222沿导向部221朝径向方向移动。

这里，导向部221可以是一对平行延伸的导轨。此外，移动部222可以是一对沿滑动方向延伸的杆型构件。

上下穿过移动部222的第一切除部222a(参照图5d)设置在移动部222的中心部处。第一切除部222a用来有效地散去从阀模块100所产生的热量。

此时，限定了移动部222的这对杆型构件之间的宽度应该小于阀模块100的宽度，使得阀模块100可以放置在移动部222上。

同时，可以在移动部222中限定向上开口且向下凹陷的凹部。在阀模块100的下部处向下突出的突出部被插入该凹部以使得阀模块100可以稳定地定位在移动部222上。因此，突出部130可滑动地被容纳入凹部。

同时，作为所述一对杆型构件的替代，移动部222可以被设置为沿导轨滑动的板形构件。此时，可以切除移动部222的中心部以被上下穿过，且该切除部可以限定第一切除部222a。如上所述，第一切除部222a将有效地散去从阀模块100所产生的热量。

同时，底架210可以具有第二切除部211(参照图3)，其通过切除阀模块100的对应于底架210的部分的一部分或全部来限定。更具体地，在其上放置有阀模块100的移动部222移动至定位在底架210的垂直上部处的状态下时，第二切除部211可以定位在阀模块100所定位的部分的下侧处。

在移动部222移动至底架210的内侧的状态下，第一切除部222a和第二切除部211彼此相互重叠。也就是，第一切除部222a和第二切除部211被定位成彼此相互上下重叠。因此，通过晶闸管阀模块100的下部传递的热量可以通过第一切除部222a和第二切除部211而散去。

吊架300安装在具有上述构造的阀模块装载部200的中心部处。如上所述，因为阀模块装载部200具有中空的圆柱形形状，所以吊架300可以安装在该中空部处。

吊架300安装为可旋转，且吊架300的臂的横向长度大于阀模块装载部200的半径。

在上述结构中，如果移动部222滑动至底架210的外部，将阀模块100和移动部222一起抽出至外部，且通过吊架300将抽出的阀模块100升起来。在牵引阀模块100的同时，吊架300旋转使得阀模块100从移动部的垂直上侧移动，然后吊架300将阀模块100下放到地面上以便于进行维修或更换操作。

同时，可以沿着阀模块装载部200的外周面来安装冷却水循环管400。冷却水循环管400包括上下延伸的进水管410、上下延伸以与进水管410平行的出水管420，以及与进水管410和出水管420中的其中一个连接并成环形延伸的循环管430。

循环管430上下地设置为多个。最上面的循环管430的一端连接至进水管410，且另一端保持在堵塞状态下。布置在最上面的循环管430的正下方的另一个循环管430的一端连接至出水管420，且另一端保持在堵塞状态下。

在下文中，其一端连接至进水管410的循环管430被称为进水循环管431，且其一端连接至出水管420的另一个循环管430被称为出水循环管432。也就是，循环管430包括进水循环管431和出水循环管432。

从进水循环管431和出水循环管432中的每一个循环管分支出多个连接管440。从进水循环管431分支出的多个连接管440的管路连接至阀模块100的进水口111，且从出水循环管432分支出的多个连接管440的管路连接至阀模块100的出水口112。

因此，通过进水管410所供应的冷却水被供应至多个进水循环管431，然后在穿过进水循环管431的同时通过多个连接管440和每一个进水口111被引入每一个阀模块100。

引入阀模块100的冷却水在阀模块100中循环，进行热交换，通过阀模块100的出水口112排放，然后通过连接管440排放至出水循环管432。被排放至出水循环管432的冷却水通过出水管420被排放至外部。

此时，在进水管410处可以设置阀451，且在出水管420处还可以设置另一个阀452。

在下文中，将参照图5a至图5d描述从HVDC换流阀塔分离出阀模块100的过程。

如图5a所示，在初始状态下，如果确定了要检查，维修或更换的阀模块100，安装在进水管410处的阀门451闭合，且出水管420保持在打开状态下。

冷却水在该状态下完全排放，然后将连接至阀模块100的连接管430分离。也就是，将循环管的连接管430与进水口111和出水口112分离。

然后，如图5b所示，吊架300旋转使得吊架300的臂定位在沿与要抽出的阀模块100的径向延伸方向相同方向延伸的位置处。

在该状态下，如图5c所示，将阀模块100抽出至外部。如果给阀模块100施加朝向外部的力，移动部222通过导向部221引导并移动至外部，因而，将阀模块100抽出至外部。在该状态下，吊架固定部120与吊架300连接。

如果阀模块100连接至吊架300，吊架300略微提升，然后旋转预定角度。当移动阀模块100至地面或预定高度时，这将防止下放的阀模块100与移动部粘附在一起。

然后，如图5d所示，移动阀模块100至地面或预定高度，并进行维修、检查或更换。

同时，在以上描述中，通过吊架300将阀模块100提起来，吊架300以预定角度旋转，然后将阀模块100下放。另一方面，通过吊架300将阀模块100提起来后，吊架300不旋转，但可以将移动部222推至内侧，然后可以下放阀模块。

然后为了将完成的阀模块100或待更换的新的阀模块再次联接至阀模块装载部200，则反向进行上述过程。

首先，阀模块100连接至吊架300，然后吊架300将阀模块100升起来。

将阀模块100提起至比起原始位置更高的位置，然后吊架300旋转使得阀模块100定位在移动部222的垂直上侧处。

在该状态下，吊架300下放阀模块100使得阀模块100放置在移动部222上，然后吊架300与阀模块100分离。

然后将阀模块100推至内侧，即，沿中心方向，因而通过导向部221引导移动部222，从而移动至内侧。

当阀模块100定位在其自身位置处时，循环管的连接管430连接至阀模块100的进水口111和出水管112。

然后，连接至进水管410的阀门451打开使得冷却水循环。

根据本发明，很容易从HVDC换流阀塔抽出阀模块和安装阀模块在HVDC换流阀塔处。因此，很容易进行检查，维修和更换。

此外，能够降低用于变电站的设备的成本。且尽管阀模块为上下堆叠，但仍然很容易分离和安装阀模块，且即使在很差的地形条部下也能够在没有任何空间限制的情况下安装HVDC换流阀塔。

尽管已经参照数个其示范实施例描述了一些实施例，但应该理解的是，本领域技术人员能够设想出将落在本公开原理的精神和范围内的许多其他修改和实施例。更具体地，在本公开、附图及所附权利要求的范围内可以对主题组合布置的组成部件和/或布置做出各种变化和修改。除了对组成部件和/或布置做出的各种变化和修改以外，对于本领域的技术人员来说，替代使用也将是显而易见的。

Claims (5)

1.一种HVDC换流阀塔包括：

圆柱形的阀模块装载部，其具有上下布置的多层；

以及

吊架，其布置在所述阀模块装载部的中心以能够旋转，

其中，所述阀模块装载部包括：

多个底架，其上下布置，

滑动部，其联接至所述底架以沿径向方向滑动，以及

阀模块，其布置在所述滑动部上，

其中，所述滑动部包括：

导向部，其被构造为固定至所述底架，以及

移动部，其被构造为由所述导向部引导以沿所述径向方向移动，且

所述阀模块定位在所述移动部上，

其中，吊架固定部设置在所述阀模块的上部，

其中，所述吊架固定部能够与吊架联接。

2.根据权利要求1所述的HVDC换流阀塔，其中，所述移动部包括上下穿过所述移动部的第一切除部。

3.根据权利要求2所述的HVDC换流阀塔，其中，所述底架具有上下穿过所述底架的第二切除部。

4.根据权利要求3所述的HVDC换流阀塔，其中，所述第一切除部和第二切除部彼此相互重叠布置。

5.根据权利要求1所述的HVDC换流阀塔，其中，突出部设置在所述阀模块的下部处，且所述移动部具有向上开口且向下凹陷的凹部，且所述突出部被容纳入所述凹部中以滑动。