CN110247560A - 一种柔性直流换流站阀厅及换流阀进线系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性直流换流站阀厅包括:换流阀、换流阀进线回路及换流变阀侧套管;所述换流阀进线回路包括:电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器、避雷器;所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端通过设置在所述柔性直流换流站阀厅内的换流变阀侧套管与柔性直流换流站阀厅外的换流变压器连接。通过实施本发明的实施例能有效减低造价成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力电网技术领域,尤其涉及一种柔性直流换流站阀厅及换流阀进线系统。
背景技术
柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可控关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。该技术能快速调节系统的电压和频率,能独立控制系统有功和无功功率的输出,在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电和城市电网供电等领域具有明显的优势。随着柔性直流输电技术逐步向更高电压、更大容量方向发展,其相关核心区域的布置方案也面临新的技术特点。
特高压大容量柔性直流换流阀进线区域元件通常包括:直流穿墙套管、启动电阻回路、换流变阀侧隔离开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、连接导体等。上述元件的布置方案不但影响换流站阀厅及换流变区域的整体布置,还对工程投资和运行检修带来不同影响。
现有技术通常将换流阀进线区域元件户外布置在阀厅与换流变区域之间。阀厅内导体通过直流穿墙套管引出后,采用软导线依次连接换流阀进线区域元件及换流变区域。启动电阻回路布置在靠近换流阀侧。具体布置结构如图1所示。
采用这种布置结构,需要采用直流穿墙套管将阀厅内导体引出,由于直流穿墙套管造价高昂,使得整个布置结构造价较高,且换流变阀侧套管户外布置,由于户外布置时爬电比距要求高,套管外绝缘尺寸较大。以800kV换流变阀侧套管 d级防污户外布置为例,相对地最小统一爬电比距取50mm/kV,换流变阀侧套管则长达十余米,导致制造、运输、安装、试验难度高;此外换流阀进线区域元件户外落地布置,采用架空软导线连接。设备户外布置时空气净距要求比户内布置高。并且,为了方便换流变阀侧套管接线,需要设置换流变进线构架。换流阀进线区域配电装置占地面积较大。
发明内容
本发明实施例提供一种柔性直流换流站阀厅及换流阀进线系统,能有效减低造价成本。
本发明一实施例提供一种柔性直流换流站阀厅,包括:换流阀、换流阀进线回路和换流变阀侧套管;
所述换流阀进线回路包括:电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器、避雷器;
所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端还通过设置在所述柔性直流换流站阀厅内的换流变阀侧套管与柔性直流换流站阀厅外的换流变压器连接。
进一步的,所述电流互感器和所述避雷器悬吊在所述柔性直流换流站阀厅内。
进一步的,所述换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述柔性直流换流站阀厅内。
进一步的,所述换流阀、电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器以及避雷器通过导体连接;所述导体包括管母线和软导线。
本发明实施例提供了一种柔性直流换流站阀厅,将原有设置在户外的换流阀进线回路中的电流互感器、换流变阀侧、电压互感器和避雷器均设置在了阀厅内,换流变阀侧套管直接插入阀厅。采用这样的结构设置,就不需要用直流穿墙套管将阀厅内导体引出与电流互感器连接,整个方案无需直流穿墙套管大大节省了工程造价。此外现有技术中换流变阀侧套管户外布置,由于户外布置时爬电比距要求高,套管外绝缘尺寸较大。以800kV换流变阀侧套管d级防污户外布置为例,相对地最小统一爬电比距取50mm/kV,套管长达十余米,制造、运输、安装、试验难度高,造价昂贵。并且,现有的换流阀进线区域设备户外落地布置,采用架空软导线连接。设备户外布置时空气净距要求比户内布置高,为了方便换流变阀侧套管接线,还需要设置换流变进线构架,而本发明直接将换流变阀侧套管设置在阀厅内,一方面减少了换流变阀侧套管的外部绝缘所需尺寸,大大降低了造价成本。另一方面无需设置换流变进线构架,降低了原有换流阀进线区域的总体占地面积。
本发明另一实施例提供了一种换流阀进线系统,换流阀进线回路及换流变回路;其中,所述换流阀进线回路包括依次连接的电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器;且所述电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器均设置在阀厅内;
所述换流变回路包括:换流变压器、第二避雷器、第二电压互感器及启动电阻回路;
所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端还通过设置在所述阀厅内的换流变阀侧套管与所述换流变压器的一端连接;
所述换流变压器的另一端与所述第二避雷器的第一端连接;所述第二避雷器的第二端接地,且所述第二避雷器的第一端还与所述第二电压互感器的第一端连接;所述第二电压互感器的第二端接地,且所述第二电压互感器的第一端还与所述启动电阻回路的一端连接,所述启动电阻回路的另一端与交流场中的交流配电装置连接。
进一步的,所述电流互感器和所述避雷器悬吊在所述换流阀所在的阀厅内。
进一步的,所述换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述换流阀所在的阀厅内。
本发明这一实施例提供了一种换流阀进线系统,将原有设置在户外的换流阀进线区域中的电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器和避雷器均设置在了阀厅内,采用这样的结构设置,就不需要用直流穿墙套管将阀厅内导体引出与电流互感器连接,整个方案无需直流穿墙套管大大节省了工程造价。此外现有技术中换流变阀侧套管户外布置,由于户外布置时爬电比距要求高,套管外绝缘尺寸较大。以800kV换流变阀侧套管d级防污户外布置为例,相对地最小统一爬电比距取50mm/kV,套管长达十余米,制造、运输、安装、试验难度高,并且造价昂贵,并且,现有的换流阀进线区域设备户外落地布置,采用架空软导线连接。设备户外布置时空气净距要求比户内布置高,为了方便换流变阀侧套管接线,还需要设置换流变进线构架,而本发明直接将换流变阀侧套管设置在阀厅内,一方面减少了换流变阀侧套管的外部绝缘所需尺寸,大大降低了造价成本。另一方面无需设置换流变进线构架,降低了原有换流阀进线区域的总体占地面积。此外,现有技术中将启动电阻回路布置在换流变靠近换流阀侧。启动电阻需长期承受直流偏置电压影响,从而影响启动电阻使用寿命,而本发明这一实施例提供的换流阀进线系统,将启动电阻回路设置在在换流变靠近交流场侧。经换流变有效隔离,可避免直流偏置电压对直流电阻的不利影响。
附图说明
图1是现有技术中换流阀进线区域的接线结构示意图;
图2是本发明一实施例提供的换流阀进线回路的结构连接示意图;
图3是本发明一实施例提供的一柔性直流换流站阀厅及换流变区域的总体结构示意图。
图4是本发明一实施例提供的一种柔性直流换流站阀厅中上桥臂一支路的结构示意图。
图5是本发明一实施例提供的一种柔性直流换流站阀厅中上桥臂另一支路的结构示意图。
图6是本发明一实施例提供的一种柔性直流换流站阀厅中下桥臂的连接结构示意图。
图7是本发明一实施例提供的一种柔性直流换流站阀厅中换流变阀侧隔离开关的结构示意图。
图8是本发明一实施例提供的换流阀进线回路中换流变阀侧隔离开关、电压互感器连接结构示意图。
图9是本发明一实施例提供的换流阀进线回路中避雷器的连接结构示意图。
图10是本发明另一实施例提供的换流阀进线系统的结构示意图。
附图标记说明:悬吊绝缘子SI、支柱绝缘子PI、电流互感器CT、启动电阻 R、接地开关ES、隔离开关DS、电压互感器PT、避雷器SA、换流变压器TR、柔性直流换流站阀厅1、换流变区域2、换流阀11、换流阀进线回路12、换流变阀侧套管13
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
如图2和图3所示:本发明一实施例提供的一种柔性直流换流站阀厅,包括换流阀11、换流站进线回路12、及换流变阀侧套管13
换流站进线回路12包括电流互感器CT、换流变阀侧隔离开关、电压互感器 PT、避雷器SA;
所述电流互感器CT的一端与所述换流阀11连接,所述电流互感器CT的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器PT的第一端连接;所述电压互感器PT的第二端接地且所述电压互感器PT的第一端还与所述避雷器SA的第一端连接;所述避雷器SA第二端接地且所述避雷器SA的第一端还通过设置在所述柔性直流换流站阀厅内的换流变阀侧套管13与柔性直流换流站阀厅外的换流变压器TR连接(即图3中设置在换流变区域2中的换流变压器TR);
需要说明的是,在一个优选的实施例中,换流变阀侧隔离开关由两个接地开关ES和一个隔离开关DS组成,即第一接地开关、隔离开关和第二接地开关;第一接地开关的第一端与电流互感器的第一端连接、第一接地开关的第二端接地,第一接地开关的第一端还与隔离开关的一端连接;隔离开关的另一端与第二接地开的第一端连接;第二接地开关的第二端接地,且第二接地开关的第一端还与电压互感器的第一端连接;具体连接结构如图2所示
在一个优选的实施例中,如图3所示,图3是一个三相的电力系统的柔性直流换流站阀厅1以及换流变区域2的一个总体的结构示意图。以下以其中一相进行具体说明:
阀厅外部设备通过穿墙套管B1及软导线接入上桥臂的接地开关ES,此时分为两条支路;其中一路由接地开关ES通过管母线与一悬吊的避雷器SA连接,再由避雷器SA接入换流阀的一端。其中,管母线由悬吊绝缘子SI进行悬吊,横跨整一个换流阀11,具体连接结构图如图4所示。
另一路由接地开关ES通过管母线与一悬吊的电流互感器CT连接,再由电流互感器CT与换流阀的另一端连接,具体连接结构如图5所示。
此外,阀厅外部设备通过穿墙套管B2及软导线接入下桥臂B2的接地开关ES, 再经管母线与悬吊的电流互感器CT连接,再由电流互感器CT与下桥臂的换流阀连接,具体连接结构图如图6所示。
紧接着对换流阀进线回路12在阀厅内的具体连接结构进行说明:
在一个优选的实施例中,换流阀进线回路中的电流互感器和所述避雷器悬吊在所述柔性直流换流站阀厅内。如图4所示,换流阀进线回路中的电流互感器悬吊在阀厅内,其一端与换流阀连接,然后通过管母线与换流变阀侧开关中的一接地开关连接(可以理解为上述第一接地开关)。
在一个优选的实施例中,所述换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述柔性直流换流站阀厅内。如图7所示,换流变阀侧隔离开关落地安装在阀体内,图中展示了3组换流变阀侧隔离开关。每组换流变阀侧隔离开关由两个接地开关和一个隔离开关组成。
图4中换流阀进线回路中的电流互感器与换流变阀侧开关中的一接地开关 (可以理解为上述第一接地开关)连接后,然后换流变阀侧开关中的另一接地开关(第二接地开关)与换流阀进线回路中的电压互感器的第一端连接,换流阀进线回路中的电压互感器的第二端接地;(具体连接结构见图8)然后换流阀进线回路中的电压互感器的第一端连接然后换流阀进线回路中的电压互感器与换流阀进线回路中的避雷器连接;
如图9避雷器SA通过换流变阀侧穿墙套管13与阀厅外的换流变压器连接,;至此整个换流阀进线回路的所有电子设备连接完毕。由图8可以换流阀进线回路中的电压互感器PT是落地安装的;由图9所示换流阀进线回路中的避雷器是悬吊安装的。
在一个优选的实施中,所述换流阀、电流互感器、第一接地开关、隔离开关、第二接地开关电压互感器以及避雷器通过导体连接;所述导线包括管母线和软导线。导线的类型可以根据实际情况进行选择。
本发明实施例提供了一种柔性直流换流站阀厅,将原有设置在户外的换流阀进线区域中的电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器和避雷器均设置在了阀厅内,采用这样的结构设置,就不需要用直流穿墙套管将阀厅内导体引出与电流互感器连接,整个方案无需直流穿墙套管大大节省了工程造价。此外现有技术中换流变阀侧套管户外布置,由于户外布置时爬电比距要求高,套管外绝缘尺寸较大。以800kV换流变阀侧套管d级防污户外布置为例,相对地最小统一爬电比距取50mm/kV,套管长达十余米,制造、运输、安装、试验难度高,并且造价昂贵,并且,现有的换流阀进线区域设备户外落地布置,采用架空软导线连接。设备户外布置时空气净距要求比户内布置高,为了方便换流变阀侧套管接线,还需要设置换流变进线构架,而本发明直接将换流变阀侧套管设置在阀厅内,一方面减少了换流变阀侧套管的外部绝缘所需尺寸,大大降低了造价成本。另一方面无需设置换流变进线构架,降低了原有换流阀进线区域的总体占地面积。
如图10所示,本发明另一实施例提供了一种换流阀进线系统换流阀进线回路及换流变回路;其中,所述换流阀进线回路包括电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器;且所述电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器均设置在阀厅内;
所述换流变回路包括:换流变压器、第二避雷器、第二电压互感器及启动电阻回路;
所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端还通过设置在所述阀厅内的换流变阀侧套管与所述换流变压器的一端连接;
所述换流变压器的另一端与所述第二避雷器的第一端连接;所述第二避雷器的第二端接地,且所述第二避雷器的第一端还与所述第二电压互感器的第一端连接;所述第二电压互感器的第二端接地,且所述第二电压互感器的第一端还与所述启动电阻回路的一端连接,所述启动电阻回路的另一端与交流场中的交流配电装置连接。
具体的,将换流阀进线系统,分为换流阀进线回路和换流变回路,换流阀进线回路通过电流互感器与换流阀连接;换流变回路通过启动电阻回路与交流场中的交流配电装置连接。
在一个优选的实施例中,上述启动电阻回路包括启动电阻、电流互感器、隔离开光、接地开关。
在一个优先的实施例中,电流互感器和所述避雷器悬吊在所述换流阀所在的阀厅内。
在一个优先的实施例中,换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述换流阀所在的阀厅。
换流阀进线回路中的电流互感器、避雷器、换流变阀侧隔离开关、和电压互感器在阀厅内的具体布置方式,与上述一种柔性直流换流站阀厅的实施例中的布置方式一致,再此不再赘述。
本发明这一实施例提供了一种换流阀进线系统,将原有设置在户外的换流阀进线区域中的电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器和避雷器均设置在了阀厅内,采用这样的结构设置,就不需要用直流穿墙套管将阀厅内导体引出与电流互感器连接,整个方案无需直流穿墙套管大大节省了工程造价。此外现有技术中换流变阀侧套管户外布置,由于户外布置时爬电比距要求高,套管外绝缘尺寸较大。以800kV换流变阀侧套管d级防污户外布置为例,相对地最小统一爬电比距取50mm/kV,套管长达十余米,制造、运输、安装、试验难度高,并且造价昂贵,并且,现有的换流阀进线区域设备户外落地布置,采用架空软导线连接。设备户外布置时空气净距要求比户内布置高,为了方便换流变阀侧套管接线,还需要设置换流变进线构架,而本发明直接将换流变阀侧套管设置在阀厅内,一方面减少了换流变阀侧套管的外部绝缘所需尺寸,大大降低了造价成本。另一方面无需设置换流变进线构架,降低了原有换流阀进线区域的总体占地面积。此外,现有技术中将启动电阻回路布置在换流变靠近换流阀侧。启动电阻需长期承受直流偏置电压影响,从而影响启动电阻使用寿命,而本发明这一实施例提供的换流阀进线系统,将启动电阻回路设置在在换流变靠近交流场侧。经换流变有效隔离,可避免直流偏置电压对直流电阻的不利影响。
以上所述是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种柔性直流换流站阀厅,其特征在于,包括:换流阀、换流阀进线回路及换流变阀侧套管;
所述换流阀进线回路包括:电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器、避雷器;
所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端还通过设置在所述柔性直流换流站阀厅内的换流变阀侧套管与柔性直流换流站阀厅外的换流变压器连接。
2.如权利要求1所述的柔性直流换流站阀厅,其特征在于,所述电流互感器和所述避雷器悬吊在所述柔性直流换流站阀厅内。
3.如权利要求1所述的柔性直流换流站阀厅,其特征在于,所述换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述柔性直流换流站阀厅内。
4.如权利要求1所述的柔性直流换流站阀厅,其特征在于,所述换流阀、电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器以及避雷器通过导体连接;所述导体包括管母线和软导线。
5.一种换流阀进线系统,其特征在于,包括:换流阀进线回路及换流变回路;其中,所述换流阀进线回路包括电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器;且所述电流互感器、换流变阀侧隔离开关、电压互感器及避雷器均设置在阀厅内;
所述换流变回路包括:换流变压器、第二避雷器、第二电压互感器及启动电阻回路;
所述电流互感器的一端与所述换流阀连接,所述电流互感器的另一端与所述换流变阀侧隔离开关的一端连接;所述换流变阀侧隔离开关的另一端与所述电压互感器的第一端连接;所述电压互感器的第二端接地且所述电压互感器的第一端还与所述避雷器的第一端连接;所述避雷器第二端接地且所述避雷器的第一端还通过设置在所述阀厅内的换流变阀侧套管与所述换流变压器的一端连接;
所述换流变压器的另一端与所述第二避雷器的第一端连接;所述第二避雷器的第二端接地,且所述第二避雷器的第一端还与所述第二电压互感器的第一端连接;所述第二电压互感器的第二端接地,且所述第二电压互感器的第一端还与所述启动电阻回路的一端连接,所述启动电阻回路的另一端与交流场中的交流配电装置连接。
6.如权利要5所述的换流阀进线系统,其特征在于,所述电流互感器和所述避雷器悬吊在所述换流阀所在的阀厅内。
7.如权利要6所述的换流阀进线系统,其特征在于,所述换流变阀侧隔离开关和所述电压互感器落地安装在所述换流阀所在的阀厅内。
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