CN112271681A - 特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构 - Google Patents

特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，涉及高压直流换流站工程技术领域。它包括融冰电源正极母线和融冰电源负极母线；融冰电源正极母线分别与第一特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流融冰隔离开关电性连接；第一特高压直流融冰隔离开关与第一特高压直流极线出线跨线电性连接；第三特高压直流融冰隔离开关与第三特高压直流极线出线跨线电性连接；本发明采用±800kV直流融冰隔离开关，将融冰电源母线分别直接同直流极线出线跨线连接，实现多端直流系统两回直流极线出线带电、另两回直流极线出线停电融冰的工况，显著提高直流输电系统运行方式的灵活性和可用率。

Description

特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构
技术领域
本发明涉及高压直流换流站工程技术领域，更具体地说它是一种特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构。
背景技术
近年来，随着两端直流输电技术日臻完善，多端直流输电技术也在逐步被积极探讨和研究。多端直流输电系统由3个及以上换流站及连接换流站之间的高压直流输电线路组成，多端直流换流站至少具有2回以上直流极线出线。它与交流系统有多个连接端口，易于搭建多端直流输电网络以实现向多个负荷中心供电，且与达到同样工程目的而采用多条端对端直流输电方案相比，采用多端直流输电往往更为经济。
2008年以来，我国南方出现了历史上罕见的低温雨雪凝冻灾害，对电网造成了极大破坏，大面积停电使国民经济及人民生活都受到严重影响。为此相关部门及单位开展了大量的抗冰研究及实践工作，根据研究及实践情况表明，采用融冰装置为绝缘化的直流地线施加电流，通过产生的焦耳热融冰是有效解决倒塔、地线覆冰断线和支架受损、导地线间距离不够、通信中断等事故的有效方案，目前已广泛的应用于电网建设中。直流地线融冰时，需将换流站内的融冰装置电源先引接至直流极线线路上，再将需融冰的直流地线同直流极线线路在站外通过短接线跨接，形成融冰电流回路，实现直流地线融冰。
在特高压直流线路地线融冰领域，目前国内仅有两端特高压直流换流站中装设直流地线融冰装置的实施方案及工程案例，仅可用于单回直流极线地线融冰，尚无特高压多端直流换流站多回直流极线地线融冰的电源引接方法。
鉴于目前特高压多端直流输电系统更加广泛应用的趋势，且多端直流存在比两端直流更为复杂的直流地线融冰工况，研发一种特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构很有必要。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处，而提供一种特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：包括融冰电源正极母线和融冰电源负极母线；
所述融冰电源正极母线分别与第一特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流融冰隔离开关电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关与第一特高压直流极线出线跨线电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关与第三特高压直流极线出线跨线电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流融冰隔离开关连接后与极1+800kV极母线电性连接、通过极1±800kV金属回线转换隔离开关与中性母线设备电性连接；
所述融冰电源负极母线分别与第二特高压直流融冰隔离开关和第四特高压直流融冰隔离开关电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关与第二特高压直流极线出线跨线电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关与第四特高压直流极线出线跨线电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关和第四特高压直流融冰隔离开关连接后与极2-800kV极母线电性连接、通过极2±800kV金属回线转换隔离开关与中性母线设备电性连接。
在上述技术方案中，所述第一特高压直流融冰隔离开关、第二特高压直流融冰隔离开关、第三特高压直流融冰隔离开关、第四特高压直流融冰隔离开关结构相同，均包括±800kV高压端接线端子、支持式±800kV静触头、垂直伸缩刀臂、低压端接线端子、操作机构和钢支架；
所述融冰电源正极母线分别与第一特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子和第三特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子电性连接；所述融冰电源负极母线分别与第二特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子和第四特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关的±800kV高压端接线端子与第一特高压直流极线出线跨线电性连接；所述第二特高压直流融冰隔离开关的±800kV高压端接线端子与第二特高压直流极线出线跨线电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关的±800kV高压端接线端子与第三特高压直流极线出线跨线电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关的±800kV高压端接线端子与第四特高压直流极线出线跨线电性连接。
在上述技术方案中，所述融冰电源正极母线和融冰电源负极母线均为支撑式管母型式；所述第一特高压直流融冰隔离开关、第二特高压直流融冰隔离开关、第三特高压直流融冰隔离开关、第四特高压直流融冰隔离开关均为垂直伸缩式。
在上述技术方案中，所述高压端接线端子、支持式±800kV静触头、垂直伸缩刀臂、低压端接线端子、操作机构均位于钢支架上；所述垂直伸缩刀臂的中部可折叠展开，垂直伸缩刀臂的底部可绕钢支架旋转90°，垂直伸缩刀臂的底部与低压端接线端子连接，垂直伸缩刀臂展开后顶部通过支持式±800kV静触头与高压端接线端子连接；所述操作机构控制垂直伸缩刀臂折叠展开。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明采用±800kV直流融冰隔离开关，将融冰电源母线分别直接同直流极线出线跨线连接，实现多端直流系统两回直流极线出线带电、另两回直流极线出线停电融冰的工况，显著提高直流输电系统运行方式的灵活性和可用率。
2)本发明采用的800kV直流融冰隔离开关为垂直伸缩式，与现有技术相比，其所需布置位置更小，且根据融冰电源母线电压较低的特点，节省了一个触头所需的±800kV支撑绝缘子，显著节约了设备成本和占地面积。
附图说明
图1为本发明的接线图。
图2为第一特高压直流融冰隔离开关、第二特高压直流融冰隔离开关、第三特高压直流融冰隔离开关、第四特高压直流融冰隔离开关的正视图。
图3为图2的右视图。
图4为图2的俯视图。
图5为本发明的平面布置图。
图6为图5中A-A处的断面图。
图7为现有技术的接线图。
图8为现有技术中水平开启式直流隔离开关的正视图。
图9为图8的右视图。
图10为图8的俯视图。
其中，1-融冰电源正极母线，2-融冰电源负极母线，31-第一特高压直流融冰隔离开关，32-第二特高压直流融冰隔离开关，33-第三特高压直流融冰隔离开关，34-第四特高压直流融冰隔离开关，41-第一特高压直流极线出线跨线，42-第二特高压直流极线出线跨线，43-第三特高压直流极线出线跨线，44-第四特高压直流极线出线跨线，51-极1+800kV极母线，52-极2-800kV极母线，61-极1±800kV金属回线转换隔离开关，62-极2±800kV金属回线转换隔离开关，7-中性母线设备，81-±800kV高压端接线端子，82-支持式±800kV静触头，83-垂直伸缩刀臂，84-低压端接线端子，85-操作机构，86-钢支架，91-极1+800kV直流出线，92-极2-800kV直流出线，93-±120kV融冰隔离开关，94-±120kV隔离开关，95-极1中性母线，96-极2中性母线。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。
参阅附图可知：特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：包括融冰电源正极母线1和融冰电源负极母线2；
所述融冰电源正极母线1分别与第一特高压直流融冰隔离开关31和第三特高压直流融冰隔离开关33电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关31与第一特高压直流极线出线跨线41电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关33与第三特高压直流极线出线跨线43电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关31和第三特高压直流融冰隔离开关43连接后与极1+800kV极母线51电性连接、通过极1±800kV金属回线转换隔离开关61与中性母线设备7电性连接；
所述融冰电源负极母线2分别与第二特高压直流融冰隔离开关32和第四特高压直流融冰隔离开关34电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关32与第二特高压直流极线出线跨线42电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关34与第四特高压直流极线出线跨线44电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关32和第四特高压直流融冰隔离开关34连接后与极2-800kV极母线52电性连接、通过极2±800kV金属回线转换隔离开关62与中性母线设备7电性连接。
所述第一特高压直流融冰隔离开关31、第二特高压直流融冰隔离开关32、第三特高压直流融冰隔离开关33、第四特高压直流融冰隔离开关34结构相同，均包括±800kV高压端接线端子81、支持式±800kV静触头82、垂直伸缩刀臂83、低压端接线端子84、操作机构85和钢支架86；
所述融冰电源正极母线1分别与第一特高压直流融冰隔离开关31的低压端接线端子84和第三特高压直流融冰隔离开关51的低压端接线端子84电性连接；所述融冰电源负极母线2分别与第二特高压直流融冰隔离开关32的低压端接线端子84和第四特高压直流融冰隔离开关34的低压端接线端子84电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关31的±800kV高压端接线端子81与第一特高压直流极线出线跨线41电性连接；所述第二特高压直流融冰隔离开关32的±800kV高压端接线端子81与第二特高压直流极线出线跨线42电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关33的±800kV高压端接线端子81与第三特高压直流极线出线跨线43电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关34的±800kV高压端接线端子81与第四特高压直流极线出线跨线44电性连接。
所述融冰电源正极母线1和融冰电源负极母线2均为支撑式管母型式；所述第一特高压直流融冰隔离开关31、第二特高压直流融冰隔离开关32、第三特高压直流融冰隔离开关33、第四特高压直流融冰隔离开关34均为垂直伸缩式。
所述高压端接线端子81、支持式±800kV静触头82、垂直伸缩刀臂83、低压端接线端子84、操作机构85均位于钢支架86上；所述垂直伸缩刀臂83的中部可折叠展开，垂直伸缩刀臂83的底部可绕钢支架86旋转90°，垂直伸缩刀臂83的底部与低压端接线端子84连接，垂直伸缩刀臂83展开后顶部通过支持式±800kV静触头82与高压端接线端子81连接；所述操作机构85控制垂直伸缩刀臂83折叠展开。
电性连接包括管型母线、软导线、连接金具，所有电性连接位置电位相同。
现有两端特高压直流换流站直流线路地线融冰电源引接接线方案如图1所示，由于直流地线融冰时换流站仅有的两回直流极线出线均需停运，故采用±120kV隔离开关94(典型中性母线电压等级，根据不同工程条件可能取±75kV、±50kV等其他数值)将融冰电源母线接入直流中性母线。再利用两端特高压直流换流站典型接线中的±800kV金属回线转换隔离开关，将融冰电源母线与直流输电线路相连，进而完成直流地线融冰电源的引接。
本发明应用的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接方法接线方案如图2所示，以具有四回直流极线出线的特高压多端直流换流站为例，若采用图1所示两端特高压直流换流站直流线路地线融冰电源引接的接线方案，融冰电源母线分别经±800kV金属回线转换隔离开关与直流输电线路相连，地线融冰时全站四回直流极线出线均需停电，无法实现两回直流极线出线带电、另两回直流极线出线停电融冰的工况。因此，本发明采用±800kV直流融冰隔离开关，将融冰电源母线分别直接同直流极线出线跨线连接，实现两回直流极线出线带电、另两回直流极线出线停电融冰的工况，显著提高直流输电系统运行方式的灵活性和可用率。
本发明采用的±800kV直流融冰隔离开关为垂直伸缩式，如图3所示，与如图4所示的常规的±800kV水平开启式直流隔离开关相比，其所需布置位置更小，且根据融冰电源母线电压较低的特点，节省了一个触头所需的±800kV支撑绝缘子，显著节约了设备成本和占地面积。
本发明应用的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接方案平面布置如图5所示，典型断面(各直流极线出线断面基本相同，以第二特高压直流极线出线跨线断面为例)如图6所示。
其它未说明的部分均属于现有技术。

Claims (4)

1.特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：包括融冰电源正极母线(1)和融冰电源负极母线(2)；
所述融冰电源正极母线(1)分别与第一特高压直流融冰隔离开关(31)和第三特高压直流融冰隔离开关(33)电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)与第一特高压直流极线出线跨线(41)电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关(33)与第三特高压直流极线出线跨线(43)电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)和第三特高压直流融冰隔离开关(43)连接后与极1+800kV极母线(51)电性连接、通过极1±800kV金属回线转换隔离开关(61)与中性母线设备(7)电性连接；
所述融冰电源负极母线(2)分别与第二特高压直流融冰隔离开关(32)和第四特高压直流融冰隔离开关(34)电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)与第二特高压直流极线出线跨线(42)电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关(34)与第四特高压直流极线出线跨线(44)电性连接；
所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)和第四特高压直流融冰隔离开关(34)连接后与极2-800kV极母线(52)电性连接、通过极2±800kV金属回线转换隔离开关(62)与中性母线设备(7)电性连接。
2.根据权利要求1所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)、第二特高压直流融冰隔离开关(32)、第三特高压直流融冰隔离开关(33)、第四特高压直流融冰隔离开关(34)结构相同，均包括±800kV高压端接线端子(81)、支持式±800kV静触头(82)、垂直伸缩刀臂(83)、低压端接线端子(84)、操作机构(85)和钢支架(86)；
所述融冰电源正极母线(1)分别与第一特高压直流融冰隔离开关(31)的低压端接线端子(84)和第三特高压直流融冰隔离开关(51)的低压端接线端子(84)电性连接；所述融冰电源负极母线(2)分别与第二特高压直流融冰隔离开关(32)的低压端接线端子(84)和第四特高压直流融冰隔离开关(34)的低压端接线端子(84)电性连接；
所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)的±800kV高压端接线端子(81)与第一特高压直流极线出线跨线(41)电性连接；所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)的±800kV高压端接线端子(81)与第二特高压直流极线出线跨线(42)电性连接；所述第三特高压直流融冰隔离开关(33)的±800kV高压端接线端子(81)与第三特高压直流极线出线跨线(43)电性连接；所述第四特高压直流融冰隔离开关(34)的±800kV高压端接线端子(81)与第四特高压直流极线出线跨线(44)电性连接。
3.根据权利要求2所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：所述融冰电源正极母线(1)和融冰电源负极母线(2)均为支撑式管母型式；所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)、第二特高压直流融冰隔离开关(32)、第三特高压直流融冰隔离开关(33)、第四特高压直流融冰隔离开关(34)均为垂直伸缩式。
4.根据权利要求3所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构，其特征在于：所述高压端接线端子(81)、支持式±800kV静触头(82)、垂直伸缩刀臂(83)、低压端接线端子(84)、操作机构(85)均位于钢支架(86)上；所述垂直伸缩刀臂(83)的中部可折叠展开，垂直伸缩刀臂(83)的底部可绕钢支架(86)旋转90°，垂直伸缩刀臂(83)的底部与低压端接线端子(84)连接，垂直伸缩刀臂(83)展开后顶部通过支持式±800kV静触头(82)与高压端接线端子(81)连接；所述操作机构(85)控制垂直伸缩刀臂(83)折叠展开。
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