CN112636611B - 海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海上风电柔性直流输电工程技术领域，公开了一种海上柔性直流换流站阀厅布置结构，包括阀厅，阀厅的数量为两个，两个阀厅对称布置，一个阀厅内设有正极A相桥臂、正极B相桥臂和正极C相桥臂，另一个阀厅内设有负极A相桥臂、负极B相桥臂和负极C相桥臂，且两个阀厅内的六个桥臂呈“ABCCBA”对称布置。本发明还公开了一种海上柔性直流换流站阀厅布置结构的尺寸计算方法。本发明海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法，布置接线简单，进出线接线清晰，直流场无需通过高、低管母交错换相进行直流极线汇流，可极大的减小海上柔性直流换流站阀厅的长宽尺寸，降低工程造价。

Description

海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法
技术领域
本发明涉及海上风电柔性直流输电工程技术领域，具体涉及一种海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法。
背景技术
换流阀是柔性直流输电工程的核心电气设备，在工程建设中，通常为换流阀及其交、直流侧的电气设备设置专用的阀厅。特别是对于海上柔性直流输电工程来说，阀厅是海上柔性直流换流站平台中空间尺寸最大、电气设备重量最重的区域，极大程度决定了海上柔性直流换流站整体尺寸和平台布置方案，对海上柔性直流换流站的投资和建设成本产生重要的影响。
受到海上柔性直流换流站的平台尺寸和重量的限制，海上柔性直流换流站的阀厅电气设备布置结构需结合海上柔性直流换流站全封闭、紧凑化、轻型化、层叠式的布置要求进行设计。以往陆上柔性直流换流站通常在单个阀厅内布置一个完整的换流单元阀组，换流阀交、直流侧电气设备平铺式布置，阀厅尺寸较大，陆上柔性直流换流站阀厅的布置结构不能满足海上柔性直流换流站结构紧凑的要求，且现有陆上柔性直流换流站阀厅的布置结构为换流阀同相上、下桥臂相邻布置方式，导致直流场需通过高、低管母交错换相进行直流极线的汇流，布置和接线复杂，直流场的尺寸增大。
发明内容
本发明的目的就是针对上述技术的不足，提供一种海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法，布置接线简单，进出线接线清晰，直流场无需通过高、低管母交错换相进行直流极线汇流，可极大的减小海上柔性直流换流站阀厅的长宽尺寸，降低工程造价。
为实现上述目的，本发明所涉及的海上柔性直流换流站阀厅布置结构，包括阀厅，所述阀厅的数量为两个，两个所述阀厅对称布置，一个所述阀厅内设有正极A相桥臂、正极B相桥臂和正极C相桥臂，另一个所述阀厅内设有负极A相桥臂、负极B相桥臂和负极C相桥臂，且两个所述阀厅内的六个桥臂呈“ABCCBA”对称布置，每个所述桥臂包括若干个串联的换流阀塔组成的换流阀组，所述换流阀组的一端连有交流侧电流测量装置，所述交流侧电流测量装置连有交流侧进线套管，所述换流阀组的另一端连有直流侧电流测量装置，所述直流侧电流测量装置连有直流侧出线套管，所述交流侧进线套管和直流侧出线套管均垂直布置，安装在所述阀厅的顶部。
优选地，所述交流侧电流测量装置的管母两端通过交流侧支柱绝缘子支撑固定，所述交流侧进线套管正下方设有交流侧避雷器，所述交流侧进线套管连有交流侧接地开关，所述交流侧避雷器与所述交流侧进线套管及交流侧接地开关均通过金属导线连接，所述换流阀塔、交流侧电流测量装置、交流侧支柱绝缘子、交流侧接地开关、交流侧避雷器均安装在所述阀厅的地面上。
优选地，所述直流侧电流测量装置的管母两端通过直流侧支柱绝缘子支撑固定，所述直流侧出线套管正下方设有直流侧避雷器，所述直流侧出线套管连有直流侧接地开关，所述直流侧避雷器与所述直流侧出线套管及直流侧接地开关均通过金属导线连接，所述换流阀塔、直流侧电流测量装置、直流侧支柱绝缘子、直流侧接地开关、直流侧避雷器安装在所述阀厅的地面上。
一种所述海上柔性直流换流站阀厅布置结构的尺寸计算方法，所述阀厅的水平长度尺寸为
L≥n×Lv+(n-1)×Dv+Da1+Db1+Dc1+Da2+Db2+Dc2+D3
其中，Lv为换流阀塔长度，Dv为两个相邻的同相换流阀塔之间的距离，Da1为最靠近交流侧电流测量装置的换流阀塔端部与交流侧电流测量装置中轴线之间的距离，Db1为交流侧电流测量装置与交流侧避雷器、交流侧接地开关设备之间的最大距离，Dc1为交流侧避雷器、交流侧接地开关与阀厅侧墙凸起物之间的最大水平距离，Da2为最靠近直流侧电流测量装置的换流阀塔端部与直流侧电流测量装置中轴线之间的距离，Db2为直流侧电流测量装置与直流侧避雷器、直流侧接地开关设备之间的最大距离，Dc2为直流侧避雷器、直流侧接地开关与阀厅侧墙凸起物之间的最大水平距离，D3为阀厅侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，Dv由换流阀供货厂家确定，满足两个相邻的同相换流阀塔之间的塔间空气净距和检修要求；Da1、Da2、Db1、Db2满足换流阀塔和交流侧电流测量装置、直流侧电流测量装置、交流侧避雷器、交流侧接地开关、直流侧避雷器和直流侧接地开关的检修要求；Dc1满足换流阀塔交流侧相对地空气净距DAC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc2满足换流阀塔直流侧相对地空气净距DDC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc1＝max(DAC,Dm)，Dc2＝max(DDC,Dm)；
所述阀厅的水平宽度尺寸为
W≥3×Wv+2×D1+2×(D2+D3)
其中，Wv为换流阀塔宽度尺寸，D1为换流阀塔的相间距离，D2为换流阀塔与阀厅侧墙凸起物之间的水平距离，D3为阀厅侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，D1满足相间空气净距Df1和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D2满足换流阀塔本体相对地空气净距Df2和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D1＝max(Df1,Dm)，D2＝max(Df2,Dm)；
所述阀厅的高度尺寸为
H≥Hv+Du+Dk
其中，Hv为换流阀塔高度尺寸，Du为换流阀塔与阀厅顶部的凸起物之间的垂直距离，Dk为阀厅顶部的凸起物与阀厅顶部结构梁轴线之间的垂直距离，Du满足换流阀塔相对地空气净距Df2和换流阀塔吊装、检修更换所需的空间高度尺寸Dn的要求，Du＝max(Df2,Dn)。
本发明与现有技术相比，具有以下优点：
1、布置紧凑，进出线接线清晰，可极大的减小海上柔性直流换流站阀厅的长宽尺寸，降低工程造价；
2、直流场无需通过高、低管母交错换相进行直流极线汇流，尺寸较小。
附图说明
图1为本发明海上柔性直流换流站阀厅布置结构的平面布置示意图；
图2为图1中一个桥臂的结构示意图。
图中各部件标号如下：
阀厅1、正极A相桥臂2、正极B相桥臂3、正极C相桥臂4、负极A相桥臂5、负极B相桥臂6、负极C相桥臂7、换流阀塔8、交流侧电流测量装置9、交流侧进线套管10、交流侧支柱绝缘子11、交流侧避雷器12、交流侧接地开关13、直流侧电流测量装置14、直流侧出线套管15、直流侧支柱绝缘子16、直流侧避雷器17、直流侧接地开关18、金属导线19。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1及图2所示，本发明海上柔性直流换流站阀厅布置结构，包括阀厅1，阀厅1的数量为两个，两个阀厅1对称布置，一个阀厅1内设有正极A相桥臂2、正极B相桥臂3和正极C相桥臂4，另一个阀厅1内设有负极A相桥臂5、负极B相桥臂6和负极C相桥臂7，且两个阀厅1内的六个桥臂呈“ABCCBA”对称布置，每个桥臂包括若3个串联的换流阀塔8组成的换流阀组，换流阀组的一端连有交流侧电流测量装置9，交流侧电流测量装置9连有交流侧进线套管10，换流阀组的另一端连有直流侧电流测量装置14，直流侧电流测量装置14连有直流侧出线套管15，交流侧进线套管10和直流侧出线套管15均垂直布置，安装在阀厅1的顶部。
本实施例中，交流侧电流测量装置9的管母两端通过交流侧支柱绝缘子11支撑固定，交流侧进线套管10正下方设有交流侧避雷器12，交流侧进线套管10连有交流侧接地开关13，交流侧避雷器12与交流侧进线套管10及交流侧接地开关13均通过金属导线19连接，换流阀塔8、交流侧电流测量装置9、交流侧支柱绝缘子11、交流侧接地开关13、交流侧避雷器12均安装在阀厅1的地面上。
本实施例中，直流侧电流测量装置14的管母两端通过直流侧支柱绝缘子16支撑固定，直流侧出线套管15正下方设有直流侧避雷器17，直流侧出线套管15连有直流侧接地开关18，直流侧避雷器17与直流侧出线套管15及直流侧接地开关18均通过金属导线19连接，换流阀塔8、直流侧电流测量装置14、直流侧支柱绝缘子16、直流侧接地开关18、直流侧避雷器17安装在阀厅的地面上。
本实施例海上柔性直流换流站阀厅布置结构的尺寸计算方法如下，阀厅1的水平长度尺寸为
L≥n×Lv+(n-1)×Dv+Da1+Db1+Dc1+Da2+Db2+Dc2+D3
其中，Lv为换流阀塔8长度，Dv为两个相邻的同相换流阀塔8之间的距离，Da1为最靠近交流侧电流测量装置9的换流阀塔8端部与交流侧电流测量装置9中轴线之间的距离，Db1为交流侧电流测量装置9与交流侧避雷器12、交流侧接地开关13设备之间的最大距离，Dc1为交流侧避雷器12、交流侧接地开关13与阀厅1侧墙凸起物之间的最大水平距离，Da2为最靠近直流侧电流测量装置的换流阀塔8端部与直流侧电流测量装置14中轴线之间的距离，Db2为直流侧电流测量装置14与直流侧避雷器17、直流侧接地开关18设备之间的最大距离，Dc2为直流侧避雷器17、直流侧接地开关18与阀厅1侧墙凸起物之间的最大水平距离，D3为阀厅1侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，Dv由换流阀供货厂家确定，满足两个相邻的同相换流阀塔8之间的塔间空气净距和检修要求；Da1、Da2、Db1、Db2满足换流阀塔8和交流侧电流测量装置9、直流侧电流测量装置14、交流侧避雷器12、交流侧接地开关13、直流侧避雷器17和直流侧接地开关18的检修要求；Dc1满足换流阀塔8交流侧相对地空气净距DAC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc2满足换流阀塔8直流侧相对地空气净距DDC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc1＝max(DAC,Dm)，Dc2＝max(DDC,Dm)；
阀厅1的水平宽度尺寸为
W≥3×Wv+2×D1+2×(D2+D3)
其中，Wv为换流阀塔8宽度尺寸，D1为换流阀塔8的相间距离，D2为换流阀塔8与阀厅1侧墙凸起物之间的水平距离，D3为阀厅1侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，D1满足相间空气净距Df1和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D2满足换流阀塔8本体相对地空气净距Df2和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D1＝max(Df1,Dm)，D2＝max(Df2,Dm)；
阀厅1的高度尺寸为
H≥Hv+Du+Dk
其中，Hv为换流阀塔8高度尺寸，Du为换流阀塔8与阀厅1顶部的凸起物之间的垂直距离，Dk为阀厅1顶部的凸起物与阀厅1顶部结构梁轴线之间的垂直距离，Du满足换流阀塔8相对地空气净距Df2和换流阀塔8吊装、检修更换所需的空间高度尺寸Dn的要求，Du＝max(Df2,Dn)。
本发明海上柔性直流换流站阀厅布置结构及其尺寸计算方法，布置紧凑，进出线接线清晰，可极大的减小海上柔性直流换流站阀厅的长宽尺寸，降低工程造价；直流场无需通过高、低管母交错换相进行直流极线汇流无需换相，尺寸较小。

Claims (1)

1.一种海上柔性直流换流站阀厅布置结构的尺寸计算方法，其特征在于：所述海上柔性直流换流站阀厅布置结构，包括阀厅(1)，所述阀厅(1)的数量为两个，两个所述阀厅(1)对称布置，一个所述阀厅(1)内设有正极A相桥臂(2)、正极B相桥臂(3)和正极C相桥臂(4)，另一个所述阀厅(1)内设有负极A相桥臂(5)、负极B相桥臂(6)和负极C相桥臂(7)，且两个所述阀厅(1)内的六个桥臂呈“ABCCBA”对称布置，每个所述桥臂包括若干个串联的换流阀塔(8)组成的换流阀组，所述换流阀组的一端连有交流侧电流测量装置(9)，所述交流侧电流测量装置(9)连有交流侧进线套管(10)，所述换流阀组的另一端连有直流侧电流测量装置(14)，所述直流侧电流测量装置(14)连有直流侧出线套管(15)，所述交流侧进线套管(10)和直流侧出线套管(15)均垂直布置，安装在所述阀厅(1)的顶部，所述交流侧电流测量装置(9)的管母两端通过交流侧支柱绝缘子(11)支撑固定，所述交流侧进线套管(10)正下方设有交流侧避雷器(12)，所述交流侧进线套管(10)连有交流侧接地开关(13)，所述交流侧避雷器(12)与所述交流侧进线套管(10)及交流侧接地开关(13)均通过金属导线(19)连接，所述换流阀塔(8)、交流侧电流测量装置(9)、交流侧支柱绝缘子(11)、交流侧接地开关(13)、交流侧避雷器(12)均安装在所述阀厅(1)的地面上，所述直流侧电流测量装置(14)的管母两端通过直流侧支柱绝缘子(16)支撑固定，所述直流侧出线套管(15)正下方设有直流侧避雷器(17)，所述直流侧出线套管(15)连有直流侧接地开关(18)，所述直流侧避雷器(17)与所述直流侧出线套管(15)及直流侧接地开关(18)均通过金属导线(19)连接，所述换流阀塔(8)、直流侧电流测量装置(14)、直流侧支柱绝缘子(16)、直流侧接地开关(18)、直流侧避雷器(17)安装在所述阀厅的地面上，所述阀厅(1)的水平长度尺寸为
L≥n×Lv+(n-1)×Dv+Da1+Db1+Dc1+Da2+Db2+Dc2+D3
其中，Lv为换流阀塔(8)长度，Dv为两个相邻的同相换流阀塔(8)之间的距离，Da1为最靠近交流侧电流测量装置(9)的换流阀塔(8)端部与交流侧电流测量装置(9)中轴线之间的距离，Db1为交流侧电流测量装置(9)与交流侧避雷器(12)、交流侧接地开关(13)设备之间的最大距离，Dc1为交流侧避雷器(12)、交流侧接地开关(13)与阀厅(1)侧墙凸起物之间的最大水平距离，Da2为最靠近直流侧电流测量装置(14)的换流阀塔(8)端部与直流侧电流测量装置(14)中轴线之间的距离，Db2为直流侧电流测量装置(14)与直流侧避雷器(17)、直流侧接地开关(18)设备之间的最大距离，Dc2为直流侧避雷器(17)、直流侧接地开关(18)与阀厅(1)侧墙凸起物之间的最大水平距离，D3为阀厅(1)侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，Dv由换流阀供货厂家确定，满足两个相邻的同相换流阀塔(8)之间的塔间空气净距和检修要求；Da1、Da2、Db1、Db2满足换流阀塔(8)和交流侧电流测量装置(9)、直流侧电流测量装置(14)、交流侧避雷器(12)、交流侧接地开关(13)、直流侧避雷器(17)和直流侧接地开关(18)的检修要求；Dc1满足换流阀塔(8)交流侧相对地空气净距DAC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc2满足换流阀塔(8)直流侧相对地空气净距DDC和检修通道宽度尺寸Dm的要求，Dc1＝max(DAC,Dm)，Dc2＝max(DDC,Dm)；
所述阀厅(1)的水平宽度尺寸为
W≥3×Wv+2×D1+2×(D2+D3)
其中，Wv为换流阀塔(8)宽度尺寸，D1为换流阀塔(8)的相间距离，D2为换流阀塔(8)与阀厅(1)侧墙凸起物之间的水平距离，D3为阀厅(1)侧墙凸起物体与侧墙轴线之间的水平距离，D1满足相间空气净距Df1和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D2满足换流阀塔(8)本体相对地空气净距Df2和检修通道宽度尺寸Dm的要求，D1＝max(Df1,Dm)，D2＝max(Df2,Dm)；
所述阀厅(1)的高度尺寸为
H≥Hv+Du+Dk
其中，Hv为换流阀塔(8)高度尺寸，Du为换流阀塔(8)与阀厅(1)顶部的凸起物之间的垂直距离，Dk为阀厅(1)顶部的凸起物与阀厅(1)顶部结构梁轴线之间的垂直距离，Du满足换流阀塔(8)相对地空气净距Df2和换流阀塔(8)吊装、检修更换所需的空间高度尺寸Dn的要求，Du＝max(Df2,Dn)。
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