CN108321856A - 一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，该主回路拓扑结构包括高端12脉动换流单元、低端12脉动换流单元、高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组；高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组一端并联连接交流侧架空线路，高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组另一端并联连接低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组一端，低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组另一端并联连接交流侧接地极线路；高端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压550～1100kV的直流输出，低端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压0～550kV的直流输出，本发明可广泛应用于直流输电领域中。
Description
技术领域
本发明是关于一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，属于直流输电领域。
背景技术
超高压输电具有大容量、远距离、低损耗和省占地的固有特性，超高压输电方法的采用能够实现更大范围的资源优化配置，推动中国能源的高效开发和利用，改善大气环境。
±1100千伏特高压直流输电工程是目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远以及技术水平最先进的特高压输电工程，换流阀作为直流输电的最关键设备实现交直流转换作用，最基本的换流单元是六脉动换流单元，通过单个或者多个六脉动换流单元实现直流电压升高的目的，六脉动换流单元的数量直接影响到与其连接的换流变的运输重量、运行可靠性、灵活性和备品备件的数量等，所以确定直流工程的主回路拓扑结构是直流输电工程中最重要的输入条件。现有技术中还可以采用单12脉动换流单元，其中每个换流变容量高达MW(兆瓦)，但是换流变压器无法运输，而且由于绝缘需要换流阀的长度达到14米，进而使阀厅尺寸也大大增加，直流输电的损耗也很大。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的是提供一种能够降低直流输电损耗的±1100kV特高压直流工程主回路拓扑结构。
为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，该主回路拓扑结构包括高端12脉动换流单元、低端12脉动换流单元、高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组；所述高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组的一端通过高压直流母线并联连接交流侧架空线路，所述高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组的另一端并联连接所述低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组的一端，所述低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组的另一端通过直流中性母线并联连接交流侧接地极线路；所述高端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压550～1100kV的输出，所述低端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压0～550kV的输出，所述高端12直流旁路开关组用于实现所述高端12脉动换流单元的投入或退出，所述低端12直流旁路开关组用于实现所述低端12脉动换流单元的投入或退出。
进一步，所述高端12脉动换流单元和低端12脉动换流单元均包括第一6脉动换流器、第二6脉动换流器、Y接换流变压器和Δ接换流变压器，其中，每一所述第一6脉动换流器和第二6脉动换流器的直流电压均为275kV；所述高端12脉动换流单元的第一6脉动换流器连接相应所述Y接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为825～1100kV，所述高端12脉动换流单元的第二6脉动换流器连接相应所述Δ接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为550～825kV；所述低端12脉动换流单元的第一6脉动换流器连接相应所述Y接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为275～550kV，所述低端12脉动换流单元的第二6脉动换流器连接相应所述Δ接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为0～275kV。
进一步，每一所述第一6脉动换流器均采用Y型连接，每一所述第二6脉动换流器均采用Δ型连接，且Y型连接的电压均高于Δ型连接的电压。
进一步，所述高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组均包括第一直流隔离开关、第二直流隔离开关、第三直流隔离开关和直流快速隔离开关；每一所述第一直流隔离开关、第二直流隔离开关、直流快速隔离开关和第三直流隔离开关均相应依次串联连接形成回路得到相应所述高端12直流旁路开关组或低端12直流旁路开关组；每一所述第一直流隔离开关和直流快速隔离开关均与相应所述高端12脉动换流单元或低端12脉动换流单元并联连接，每一所述第二直流隔离开关均与相应所述第三直流隔离开关并联连接。
本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的主回路拓扑结构采用双12脉动换流单元的主回路拓扑结构，通过高端12脉动换流单元和低端12脉动换流单元的组合，分别实现直流电压550～1100kV和0～550kV的直流输出，每一12脉动换流单元均由两个基本的6脉动换流单元构成，每个6脉动换流单元的直流电压均为275kV，每一6脉动换流单元均与一个换流变压器相连实现交直流转换的，换流变压器分别采用Y接和Δ接，使得6k+1次谐波相互抵消，从而节省了交流滤波器的配置，进而能够降低直流输电损耗。2、本发明的主回路拓扑结构还设置有高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组，分别用于实现其跨接的高端12脉动换流单元和低端12脉动换流单元的投入或退出，能够在某一12脉动换流单元故障时，退出该12脉动换流单元，从而实现单12脉动换流单元的独立运行，本发明可以广泛应用于直流输电领域中。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图来对本发明进行详细的描绘。然而应当理解，附图的提供仅为了更好地理解本发明，它们不应该理解成对本发明的限制。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅仅是用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1所示，本发明提供一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，包括高端12脉动换流单元1、低端12脉动换流单元2、高端12直流旁路开关组3、低端12直流旁路开关组4、高压直流母线5和直流中性母线6。
高端12脉动换流单元1和高端12直流旁路开关组3的一端通过高压直流母线5并联连接交流侧架空线路，高端12脉动换流单元1和高端12直流旁路开关组3的另一端经线路并联连接低端12脉动换流单元2和低端12直流旁路开关组4的一端，低端12脉动换流单元2和低端12直流旁路开关组4的另一端通过直流中性母线6并联连接交流侧接地极线路，高端12脉动换流单元1用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压550～1100kV的输出，低端12脉动换流单元2用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压0～550kV的输出，高端12直流旁路开关组3用于实现高端12脉动换流单元1的投入或退出，低端12直流旁路开关组4用于实现低端12脉动换流单元2的投入或退出。
在一个优选的实施例中，高端12脉动换流单元1和低端12脉动换流单元2均包括第一6脉动换流器7、第二6脉动换流器8、Y接换流变压器9和Δ接换流变压器10，其中，每一第一6脉动换流器7和第二6脉动换流器8的直流电压均为275kV，每一第一6脉动换流器7、第二6脉动换流器8、Y接换流变压器9和Δ接换流变压器10均采用现有技术，其相应的连接(6脉动换流器的线路a连接换流变压器的线路a等)和结构在此不做赘述。高端12脉动换流单元1的第一6脉动换流器7连接相应Y接换流变压器9组成的基本换流单元输出直流电压为825～1100kV，高端12脉动换流单元1的第二6脉动换流器8连接相应Δ接换流变压器10组成的基本换流单元输出直流电压为550～825kV，低端12脉动换流单元2的第一6脉动换流器7连接相应Y接换流变压器9组成的基本换流单元输出直流电压为275～550kV，低端12脉动换流单元2的第二6脉动换流器8连接相应Δ接换流变压器10组成的基本换流单元输出直流电压为0～275kV，每一第一6脉动换流器7和第二6脉动换流器8均包括六个换流阀，六个换流阀有序的开断实现交直流转换功能。
在一个优选的实施例中，每一第一6脉动换流器7均采用Y型连接，每一第二6脉动换流器8均采用Δ型连接，且Y型连接的电压均高于Δ型连接的电压。
在一个优选的实施例中，高端12直流旁路开关组3和低端12直流旁路开关组4均包括第一直流隔离开关11、第二直流隔离开关12、第三直流隔离开关13和直流快速隔离开关14。每一第一直流隔离开关11、第二直流隔离开关12、直流快速隔离开关14和第三直流隔离开关13均相应依次串联连接形成回路得到相应高端12直流旁路开关组3或低端12直流旁路开关组4，每一第一直流隔离开关11和直流快速隔离开关14与相应高端12脉动换流单元1或低端12脉动换流单元2并联连接，每一第二直流隔离开关12与相应第三直流隔离开关13并联连接。
上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式和制作工艺等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。
Claims (4)
1.一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，该主回路拓扑结构包括高端12脉动换流单元、低端12脉动换流单元、高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组；
所述高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组的一端通过高压直流母线并联连接交流侧架空线路，所述高端12脉动换流单元和高端12直流旁路开关组的另一端并联连接所述低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组的一端，所述低端12脉动换流单元和低端12直流旁路开关组的另一端通过直流中性母线并联连接交流侧接地极线路；所述高端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压550～1100kV的输出，所述低端12脉动换流单元用于抵消脉动换流单元的6k+1次谐波，实现直流电压0～550kV的输出，所述高端12直流旁路开关组用于实现所述高端12脉动换流单元的投入或退出，所述低端12直流旁路开关组用于实现所述低端12脉动换流单元的投入或退出。
2.如权利要求1所述的一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，所述高端12脉动换流单元和低端12脉动换流单元均包括第一6脉动换流器、第二6脉动换流器、Y接换流变压器和Δ接换流变压器，其中，每一所述第一6脉动换流器和第二6脉动换流器的直流电压均为275kV；
所述高端12脉动换流单元的第一6脉动换流器连接相应所述Y接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为825～1100kV，所述高端12脉动换流单元的第二6脉动换流器连接相应所述Δ接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为550～825kV；
所述低端12脉动换流单元的第一6脉动换流器连接相应所述Y接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为275～550kV，所述低端12脉动换流单元的第二6脉动换流器连接相应所述Δ接换流变压器组成的基本换流单元输出直流电压为0～275kV。
3.如权利要求2所述的一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，每一所述第一6脉动换流器均采用Y型连接，每一所述第二6脉动换流器均采用Δ型连接，且Y型连接的电压均高于Δ型连接的电压。
4.如权利要求1至3任一项所述的一种±1100kV特高压直流工程的主回路拓扑结构，其特征在于，所述高端12直流旁路开关组和低端12直流旁路开关组均包括第一直流隔离开关、第二直流隔离开关、第三直流隔离开关和直流快速隔离开关；
每一所述第一直流隔离开关、第二直流隔离开关、直流快速隔离开关和第三直流隔离开关均相应依次串联连接形成回路得到相应所述高端12直流旁路开关组或低端12直流旁路开关组；每一所述第一直流隔离开关和直流快速隔离开关均与相应所述高端12脉动换流单元或低端12脉动换流单元并联连接，每一所述第二直流隔离开关均与相应所述第三直流隔离开关并联连接。
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