CN104270016A - 一种新型的晶闸管换流阀的阀塔 - Google Patents

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査鲲鹏
蓝元良
王治翔
欧阳文敏
李云鹏
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Abstract

本发明提供的一种新型的晶闸管换流阀的阀塔，阀塔包括阀厅、阀塔本体、阀支架(6)和避雷器(9)，阀塔本体和所述避雷器(9)通过悬吊绝缘子串吊装在所述阀厅顶部的钢梁的下沿上，阀塔本体由顶屏蔽罩(4)、底屏蔽罩(1)和它们之间的阀层组成，阀塔本体由左右两列半塔组成，阀层由两个换流阀模块(2)构成，相邻阀层之间、阀层和底屏蔽罩(1)之间通过层间绝缘子(3)吊装在顶屏蔽罩(4)下面；采用这样的结构既可实现阀塔与阀厅顶部钢梁的相对摆动，又可满足阀层之间的相对摆动，使阀塔的整体柔性较高，抗震效果较好。

Description

一种新型的晶闸管换流阀的阀塔
技术领域
本发明涉及一种高压直流输电设备，具体讲涉及一种新型的晶闸管换流阀的阀塔。
背景技术
高压直流输电作为一种大容量远距离的输电技术，在我们过省内、区域间联网工程中的应用日益广泛。在高压直流输电中，换流阀承担着交直流转换功能，是换流站的核心设备，由数量众多的多种元器件组成，结构复杂，因此必须有完备、可靠的保护系统。
在高压直流输电工程应用中，通常是利用低电压等级的晶闸管作为换流单元，并以一定的方式相互连接，获得更高电压等级及更大功率的输出。当电压等级达到数十千伏、甚至数百千伏以上的时候，对晶闸管独立换流单元不仅要进行平面扩展、还要向高度方向扩展，形成塔形结构。
换流阀的核心器件是晶闸管，其电压等级为数千伏，而电网的电压等级远远高于晶闸管的电压等级，为实现换流，根据可选的晶闸管设计出低电压、小功率的基本换流阀模块，通过对换流阀模块进行横向、纵向扩展，实现多模块的相互通联，来满足高电压、大功率电力传输场合的需求。
目前国内外的高压直流换流阀多采用塔式结构、吊装设计，但是其结构形式和吊装形式也不尽相同。例如，有采用双列多层且各层错层布置的阀塔结构形式，其各层至间为刚性连接结构，只在阀塔与阀厅钢梁连接处采用柔性连接的设计，阀塔受外力时整体摆动，阀塔的柔性较差、抗震性能较差；还有整塔采用柔性连接但是阀塔为单列吊装形式，其结构跨度大、稳定性差。
因此，需要提供一种抗震效果好、稳定性高的晶闸管换流阀的阀塔结构来满足高压直流换流阀的工作需求。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种新型的晶闸管换流阀的阀塔，一种新型的晶闸管换流阀的阀塔，所述阀塔包括阀厅、阀塔本体、阀支架和避雷器，所述阀塔本体和所述避雷器通过悬吊绝缘子串吊装在所述阀厅顶部的钢梁的下沿上，所述阀塔本体由顶屏蔽罩、底屏蔽罩和它们之间的阀层组成，所诉阀塔本体由左右两列半塔组成，所述阀层由两个换流阀模块构成，所述换流阀模块由阀组组件组合构成，所述阀组件为晶闸管，所述晶闸管为具有四层或四层以上交错P、N层的半导体装置，且在与作为阴极的N型半导体层接触的P型半导体层中相对于该作为阴极的N型半导体层的区域具有第一开口，相邻阀层之间、阀层和底屏蔽罩之间通过层间绝缘子吊装在顶屏蔽罩下面。
优选地，所述阀组组件由多级晶闸管压装而成，所述阀组组件之间通过柔性母排连接优选地，所述阀支架设置为多级爬梯形结构。
优选地，所述阀支架上还设置有光纤槽和冷却管路。
优选地，所述换流阀模块可以横向和纵向扩展。
优选地，同一阀层的换流阀模块之间通过水平母排连接，相邻的上下阀层换的流阀模块之间通过倾斜母排连接。
优选地，所述绝缘子串还包括悬吊绝缘子、调节螺栓扣和吊座。
优选地，所述避雷器和所述换流阀模块之间通过阀塔母排相连接，所述阀塔母排由层内水平母排、层间倾斜母排和柔性母排组成。
优选地，上述阀塔的阀层之间可以相对摆动。
本发明的有益效果为：
本发明提供的一种新型的晶闸管换流阀的阀塔，采用模块化设计、双列柔性吊装结构，多级晶闸管进行压装组合后形成阀组组件，阀组组合通过柔性母排连接组成一个基本换流阀模块，再由多套换流阀模块组合成一个单阀，最后由多组单阀构成一个多重阀，在结构上形成一个阀塔。阀塔的吊装结构自阀厅顶部钢梁开始，每层之间均为柔性吊装方式，既可实现阀塔与阀厅顶部钢梁的相对摆动，又可满足阀层之间的相对摆动，使阀塔的整体柔性较高，抗震效果较好，具体地有以下好处：
a、阀塔的各级吊装均为柔性连接形式，提高整体的抗震性能；
b、阀塔的基本换流单元进行模块化设计，独立的换流阀模块更加便于工程现场的运输、安装、调试；
c、双列布置的阀塔形式，缩小换流阀模块的结构跨度，提高阀塔稳定性；
d、采用多层吊装结构，便于换流阀模块向高度方向扩展数量，且不占用更多阀厅面积；
e、独立的多重阀塔式结构，便于阀塔沿水平方向多组排列，且阀塔之间连接形式简单可靠。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明晶闸管换流阀的阀塔的立体结构示意图；
图2为本发明晶闸管换流阀的阀塔的主视图；
图3为本发明晶闸管换流阀的阀塔的左视图。
其中：1-底屏蔽罩 2-换流阀模块 3-层间绝缘子 4-顶屏蔽罩 5-悬吊绝缘子串6-阀支架 7-冷却管路 8-光纤槽 9-避雷器 10-阀塔母排 11-吊座 12-调节螺栓扣
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
为了彻底了解本发明实施例，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施例的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本发明的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。
参照图1、图2和图3，图1为本发明晶闸管换流阀的阀塔的立体结构示意图；图2为本发明晶闸管换流阀的阀塔的主视图；图3为本发明晶闸管换流阀的阀塔的左视图。图中的晶闸管换流阀的阀塔包括阀厅、阀塔本体、阀支架6和避雷器9，阀塔本体和所述避雷器9通过悬吊绝缘子串吊装在所述阀厅顶部的钢梁的下沿上，阀塔本体由顶屏蔽罩4、底屏蔽罩1和它们之间的阀层组成，阀塔本体由左右两列半塔组成，每个半塔的同层各布置一个换流阀模块2，所述阀层由两个换流阀模块2构成，所述换流阀模块2由阀组组件组合构成，所述阀组组件为晶闸管，所述晶闸管为具有四层或四层以上交错P、N层的半导体装置，且在与作为阴极的N型半导体层接触的P型半导体层中相对于该作为阴极的N型半导体层的区域具有第一开口，相邻阀层之间、阀层和底屏蔽罩1之间通过层间绝缘子3吊装在顶屏蔽罩4下面；悬吊绝缘子串的底部和顶屏蔽罩4相连，顶屏蔽罩4分左右两种，用于吊装左右两列半塔；第一层换流阀模块2通过层间绝缘子3，吊装在顶屏蔽罩4下面，之后依次吊装多层换流阀模块2，组成多重阀结构，阀塔的最底部吊装底屏蔽罩1。
从阀塔顶部第一层换流阀模块2开始，连续数层换流阀模块构成一个电气概念上的单阀，连续数个单阀又构成一个多重阀阀塔，每个阀塔有数个单阀组成的多重阀构成，并且阀塔可沿其侧向进行排列；一个多重阀阀塔搭配一个避雷器9，通过将换流阀的阀塔设计成双列、多层的结构，缩小了换流阀模块的跨度，整个阀塔采用柔性吊装的方式，使阀塔整体的柔性提高，抗震效果显著。
其中的换流阀模块2由阀组组件构成，所述阀组组件由多级晶闸管压装而成，所述阀组组件之间通过柔性母排连接，多套换流阀模块2组合成一个单阀，最后由多组单阀构成一个多重阀，在结构上形成一个阀塔；通过将阀塔的基本换流单元进行模块化设计，形成独立的换流阀模块，更加便于工程现场的运输、安装和调试。
图中的阀支架6上还设置有光纤槽8和冷却管路7，阀支架6设置为多级爬梯形结构，其竖直方向通过高强度绝缘螺杆相连，既能满足强度要求又能满足爬电距离，其水平方向采用绝缘槽梁和水管抱箍用于固定冷却管路，绝缘槽梁的端部用于固定光纤槽。
图中的换流阀的阀塔采用多层吊装的形式，便于换流阀模块2在纵向的扩展数量，换流阀模块2的模块化结构使得换流阀模块2在横向和纵向扩展更加方便，且不占用更多的阀厅面积。
整个阀塔内的换流阀模块2为统一的一种结构形式，面对面设置方式；同一阀层的换流阀模块2之间通过水平母排连接，相邻的上下阀层换的流阀模块2之间通过倾斜母排连接，这样整个阀塔内部接线清晰，安装方便，并且美观。
图中的悬吊绝缘子串还包括悬吊绝缘子5、调节螺栓扣12和吊座11，通过调节螺栓扣12，使得阀塔可以在水平方向上进行摆动，柔性进一步提高。
避雷器(9)通过悬吊绝缘子串吊装在阀厅顶部钢梁下沿，避雷器与换流阀模块之间通过阀塔母排(10)连接，阀塔母排由层内水平母排、层间倾斜母排和柔性管母组成。
采用上述的晶闸管换流阀的阀塔，其阀层与阀层之间由于通过层间绝缘子3相连，因此，阀层之间可以相对摆动，具备更好的柔性。
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，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种新型的晶闸管换流阀的阀塔，所述阀塔包括阀厅、阀塔本体、阀支架(6)和避雷器(9)，所述阀塔本体和所述避雷器(9)通过悬吊绝缘子串吊装在所述阀厅顶部的钢梁的下沿上，所述阀塔本体由顶屏蔽罩(4)、底屏蔽罩(1)和它们之间的阀层组成，其特征在于，所诉阀塔本体由左右两列半塔组成，所述阀层由两个换流阀模块(2)构成，所述换流阀模块(2)由阀组组件组合构成，所述阀组组件为晶闸管，所述晶闸管为具有四层或四层以上交错P、N层的半导体装置，且在与作为阴极的N型半导体层接触的P型半导体层中相对于该作为阴极的N型半导体层的区域具有第一开口，相邻阀层之间、所述阀层和所述底屏蔽罩(1)之间通过层间绝缘子(3)吊装在顶屏蔽罩(4)下面。
2.根据权利要求1所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述阀组组件由多级晶闸管压装而成，所述阀组组件之间通过柔性母排连接。
3.根据权利要求2所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述阀支架(6)设置为多级爬梯形结构。
4.根据权利要求3所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述阀支架(6)上还设置有光纤槽(8)和冷却管路(7)。
5.根据权利要求4所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述换流阀模块(2)可以横向和纵向扩展。
6.根据权利要求5所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，同一阀层的换流阀模块(2)之间通过水平母排连接，相邻的上下阀层换的流阀模块(2)之间通过倾斜母排连接。
7.根据权利要求6所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述悬吊绝缘子串还包括悬吊绝缘子(5)、调节螺栓扣(12)和吊座(11)。
8.根据权利要求7所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述避雷器(9)和所述换流阀模块(2)之间通过阀塔母排(10)相连接，所述阀塔母排(10)由层内水平母排、层间倾斜母排和柔性母排组成。
9.根据权利要求1-8任一项权利要求所述的晶闸管换流阀的阀塔，其特征在于，所述阀层之间可以相对摆动。
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