CN113659577A - 高压换流站及交流滤波器布置结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高压换流站及交流滤波器布置结构,包括支撑架、围栏、交流滤波器小组、接地开关与小组母线。将交流滤波器小组设置于围栏的内部区域,交流滤波器小组一般情况下不需要进行操作,设置于围栏内后,围栏起到保护作用。此外,小组母线位于围栏的外部区域,交流滤波器小组位于围栏内部区域,即交流滤波器的上方并没有带电体,工作人员位于围栏的内部区域时无需考虑上方是否存在带电体;当工作人员位于围栏的外部作业时,则需要考虑上方的带电体。另外,接地开关的顶面与小组母线之间的间距S不小于8.5米,该距离符合于电气安全距离范围,如此在小组母线带电的情况下仍然可以对设备进行检修维护作业,进而能够大大减小停电损失,降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及输配电技术领域,特别是涉及一种高压换流站及交流滤波器布置结构。
背景技术
高压换流站作为特高压直流输电系统中的关键组成部分,承担着整流与逆变的功能。高压换流站包括换流器、换流变压器、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器及控制保护设备等。其中,作为高压换流站重要组成部分的交流滤波器主要起到的作用是提供无功和滤除交流谐波。此外,交流滤波器组和并联电容器是特高压高压换流站中的关键设备,具有谐波抑制和无功补偿的作用。交流滤波器场的面积约占整个高压换流站的面积的30%左右,使其成为影响高压换流站投资、建设、占地、设备运维检修策略制定的重要因素。
一般而言,多数新建的高压换流站交流滤波器场采用“田”字形布置结构,其结构具有节约占地和节省设备投资的优势。交流滤波器场围栏外一次设备(例如电压互感器、隔离开关、断路器、电流互感器、接地开关和避雷器)均安装于门形构架的大组母线和管母下方,大组母线和管母均与一次设备的垂直距离低于8.5米。当需要对围栏外任一设备开展检修时,检修人员只能在大组母线停电的情况下开展检修或吊车作业。然而,由于停电区域广、停电时间长,会产生较大的停电损失,同时对电力系统的供电可靠性造成不利影响。
发明内容
基于此,有必要克服现有技术的缺陷,提供一种高压换流站及交流滤波器布置结构,它能够降低成本。
其技术方案如下:一种交流滤波器布置结构,所述交流滤波器布置结构包括:
支撑架,所述支撑架包括顶面架与多个支撑柱,所述顶面架与所述支撑柱的顶端相连,所述支撑柱的底端用于设置于地面上;
围栏、交流滤波器小组、接地开关与小组母线,所述围栏与所述交流滤波器小组均设置于所述支撑架邻侧的地面上,所述交流滤波器小组设于所述围栏的内部区域,所述接地开关与所述小组母线设于所述围栏的外部区域,所述接地开关用于设置于地面上,所述小组母线用于设于所述支撑架上,所述接地开关的顶面与所述小组母线之间的间距为S,S不小于8.5米。
上述的交流滤波器布置结构,将交流滤波器小组设置于围栏的内部区域,交流滤波器小组一般情况下不需要进行操作,设置于围栏内后,围栏起到保护作用。此外,小组母线位于围栏的外部区域,交流滤波器小组位于围栏内部区域,即交流滤波器的上方并没有带电体,工作人员位于围栏的内部区域时无需考虑上方是否存在带电体;当工作人员位于围栏的外部作业时,则需要考虑上方的带电体。另外,接地开关的顶面与小组母线之间的间距S不小于8.5米,该距离符合于电气安全距离范围,如此在小组母线带电的情况下仍然可以对设备进行检修维护作业,进而能够大大减小停电损失,降低成本。
在其中一个实施例中,S不大于16.5米。
在其中一个实施例中,所述交流滤波器小组包括电容器、第一避雷器、第一电流互感器、电阻器与电抗器。
在其中一个实施例中,所述交流滤波器布置结构还包括大组母线、电压互感器、隔离开关、断路器、第二电流互感器和第二避雷器;所述大组母线、电压互感器、隔离开关、断路器、第二电流互感器和第二避雷器均位于所述围栏的外部区域。
在其中一个实施例中,所述交流滤波器布置结构还包括传输线;所述大组母线位于所述小组母线的上方,所述传输线的一端与所述大组母线电性连接,所述传输线的另一端与所述小组母线电性连接。
在其中一个实施例中,所述交流滤波器布置结构还包括耐张绝缘子;所述耐张绝缘子的一端与所述支撑架相连,所述耐张绝缘子的另一端与所述小组母线相连。
在其中一个实施例中,所述顶面架包括多个横梁与多个纵梁;多个所述横梁并列间隔设置,多个所述纵梁并列间隔设置,所述横梁与所述纵梁交错相连。
在其中一个实施例中,多个所述支撑柱包括第一支撑组件、多个第二支撑组件、第三支撑组件、多个第四支撑组件、第五支撑组件与多个第六支撑组件;所述第一支撑组件与多个所述第二支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的其中一侧,所述第三支撑组件与多个所述第四支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的中部部位,所述第五支撑组件与多个所述第六支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的另一侧。
在其中一个实施例中,所述第一支撑组件与所述第五支撑组件均包括相对于地面倾斜设置的两个第一支撑杆,两个所述第一支撑杆的底端分开并布置于地面上,两个所述第一支撑杆的顶端连接在一起并与所述顶面架相连;所述第二支撑组件与所述第六支撑组件均包括垂直于地面设置的第二支撑杆,所述第二支撑杆的底端设于地面上,所述第二支撑杆的顶端与所述顶面架相连;所述第三支撑组件包括相对于地面倾斜设置的三个第三支撑杆,三个所述第三支撑杆的底端分开布置并设于地面上,三个所述第三支撑杆的顶端相互连接在一起并与所述顶面架相连;所述第四支撑组件包括相对于地面倾斜设置的两个第四支撑杆,两个所述第四支撑杆的底端分开并布置于地面上,两个所述第四支撑杆的顶端连接在一起并与所述顶面架相连;所述支撑架为钢材、铁材或铜材。
一种高压换流站,所述高压换流站包括所述的交流滤波器布置结构。
上述的高压换流站,将交流滤波器小组设置于围栏的内部区域,交流滤波器小组一般情况下不需要进行操作,设置于围栏内后,围栏起到保护作用。此外,小组母线位于围栏的外部区域,交流滤波器小组位于围栏内部区域,即交流滤波器的上方并没有带电体,工作人员位于围栏的内部区域时无需考虑上方是否存在带电体;当工作人员位于围栏的外部作业时,则需要考虑上方的带电体。另外,接地开关的顶面与小组母线之间的间距S不小于8.5米,该距离符合于电气安全距离范围,如此在小组母线带电的情况下仍然可以对设备进行检修维护作业,进而能够大大减小停电损失,降低成本。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例的交流滤波器布置结构的结构示意图;
图2为本发明一实施例的交流滤波器布置结构的支撑架的结构示意图;
图3为本发明一实施例的支撑架的第三支撑组件的结构示意图;
图4为本发明一实施例的支撑架的顶面架增加高度与节省成本的关系示意图。
10、支撑架;11、顶面架;111、横梁;112、纵梁;12、第一支撑组件;121、第一支撑杆;13、第二支撑组件;131、第二支撑杆;14、第三支撑组件;141、第三支撑杆;15、第四支撑组件;151、第四支撑杆;16、第五支撑组件;17、第六支撑组件;20、围栏;30、交流滤波器小组;41、接地开关;42、小组母线;43、大组母线;44、电压互感器;45、隔离开关;46、断路器;47、第二电流互感器;48、第二避雷器;49、传输线;50、耐张绝缘子;60、第三避雷器;70、吊车。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
参阅图1与图2,图1示出了本发明一实施例的交流滤波器布置结构的结构示意图,图2示出了本发明一实施例的交流滤波器布置结构的支撑架10的结构示意图。本发明一实施例提供的一种交流滤波器布置结构,交流滤波器布置结构包括:支撑架10、围栏20、交流滤波器小组30、接地开关41与小组母线42。支撑架10包括顶面架11与多个支撑柱。顶面架11与支撑柱的顶端相连,支撑柱的底端用于设置于地面上。围栏20与交流滤波器小组30均设置于支撑架10邻侧的地面上。交流滤波器小组30设于围栏20的内部区域,接地开关41与小组母线42设于围栏20的外部区域,接地开关41用于设置于地面上,小组母线42用于设于支撑架10上,接地开关41的顶面与小组母线42之间的间距为S,S不小于8.5米。
需要说明的是,小组母线42又称管母,大组母线43又称高跨线。小组母线42与大组母线43工作时会有高电压,靠近于小组母线42或大组母线43作业时均会导致安全事故。
上述的交流滤波器布置结构,将交流滤波器小组30设置于围栏20的内部区域,交流滤波器小组30一般情况下不需要进行操作,设置于围栏20内后,围栏20起到保护作用。此外,小组母线42位于围栏20的外部区域,交流滤波器小组30位于围栏20内部区域,即交流滤波器的上方并没有带电体,工作人员位于围栏20的内部区域时无需考虑上方是否存在带电体;当工作人员位于围栏20的外部作业时,则需要考虑上方的带电体。另外,接地开关41的顶面与小组母线42之间的间距S不小于8.5米,该距离符合于电气安全距离范围,如此在小组母线42带电的情况下仍然可以对设备进行检修维护作业,进而能够大大减小停电损失,降低成本。
具体而言,通过增长支撑柱的长度的方式来增高顶面架11的高度位置,相应地便能增高小组母线42的高度位置,即能使得间距S由传统的6米提高到不小于8.5米。当间距S越大时,即支撑柱的长度越长,将使得支撑架10的材料成本与占地成本均大大增加。
请参阅图1,在一个实施例中,S不大于16.5米。如此,支撑柱的长度不至于过长,进而能保证支撑架10的材料成本与占地面积的成本不至于增加过大而超过停电损失的成本。
在一个实施例中,交流滤波器小组30包括电容器(图中未示出)、第一避雷器(图中未示出)、第一电流互感器(图中未示出)、电阻器(图中未示出)与电抗器(图中未示出)。如此,将电容器、第一避雷器、第一电流互感器、电阻器与电抗器集中于围栏20的内部,能便于集中进行维修处理。此外,需要说明的是,电容器、第一避雷器、第一电流互感器、电阻器与电抗器的具体连接方式为现有技术,在此不进行赘述。
请参阅图1,在一个实施例中,交流滤波器布置结构还包括大组母线43、电压互感器44、隔离开关45、断路器46、第二电流互感器47和第二避雷器48。大组母线43、电压互感器44、隔离开关45、断路器46、第二电流互感器47和第二避雷器48均位于围栏20的外部区域。
本实施例中,第二避雷器48、接地开关41、断路器46、隔离开关45与电压互感器44通过导线依次串联连接。此外,隔离开关45与第二电流互感器47还均与小组母线42电性连接。
请参阅图1,在一个实施例中,交流滤波器布置结构还包括传输线49。大组母线43位于小组母线42的上方,传输线49的一端与大组母线43电性连接,传输线49的另一端与小组母线42电性连接。如此,传输线49能实现大组母线43与小组母线42两者电气连接。
请参阅图1,在一个实施例中,交流滤波器布置结构还包括耐张绝缘子50。耐张绝缘子50的一端与支撑架10相连,耐张绝缘子50的另一端与小组母线42相连。需要说明的是,耐张绝缘子50的数量不限于是一个,例如还可以是两个、三个、四个或其它数量。如此,在耐张绝缘子50的牵引下,能使得小组母线42稳定地设置于支撑架10上。
请再参阅图2,在一个实施例中,顶面架11包括多个横梁111与多个纵梁112。多个横梁111并列间隔设置,多个纵梁112并列间隔设置,横梁111与纵梁112交错相连。
请参阅图2,在一个实施例中,多个支撑柱包括第一支撑组件12、多个第二支撑组件13、第三支撑组件14、多个第四支撑组件15、第五支撑组件16与多个第六支撑组件17。第一支撑组件12与多个第二支撑组件13依次间隔地布置于顶面架11的其中一侧,第三支撑组件14与多个第四支撑组件15依次间隔地布置于顶面架11的中部部位,第五支撑组件16与多个第六支撑组件17依次间隔地布置于顶面架11的另一侧。
具体而言,纵梁112例如为三个,三个纵梁112并列间隔设置。第一支撑组件12与多个第二支撑组件13依次间隔地设置于左侧的纵梁112上。第三支撑组件14与多个第四支撑组件15依次间隔地设置于中部部位的纵梁112上。第五支撑组件16与多个第六支撑组件17依次间隔地设置于右侧部位的纵梁112上。
请参阅图2,在一个实施例中,第一支撑组件12与第五支撑组件16均包括相对于地面倾斜设置的两个第一支撑杆121。两个第一支撑杆121的底端分开并布置于地面上,两个第一支撑杆121的顶端连接在一起并与顶面架11相连。第二支撑组件13与第六支撑组件17均包括垂直于地面设置的第二支撑杆131,第二支撑杆131的底端设于地面上,第二支撑杆131的顶端与顶面架11相连。第三支撑组件14包括相对于地面倾斜设置的三个第三支撑杆141,三个第三支撑杆141的底端分开布置并设于地面上,三个第三支撑杆141的顶端相互连接在一起并与顶面架11相连。第四支撑组件15包括相对于地面倾斜设置的两个第四支撑杆151,两个第四支撑杆151的底端分开并布置于地面上,两个第四支撑杆151的顶端连接在一起并与顶面架11相连。具体而言,支撑架10为钢材、铁材或铜材。
进一步地,第一支撑杆121、第二支撑杆131、第三支撑杆141、第四支撑杆151、纵梁112与横梁111均为双层钢架结构,如此结构稳定性较好,使用寿命较长。双层钢架结构指的是包括两个钢条以及连接于两个钢条之间的若干个连接梁。
请参阅图1,进一步地,在顶面架11上还设置有第三避雷器60。在第一避雷器、第二避雷器48与第三避雷器60的作用下,能保护交流滤波器布置结构的各个电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间。
请再参阅图1与图2,在一个实施例中,一种高压换流站,高压换流站包括上述任一实施例的交流滤波器布置结构。
上述的高压换流站,将交流滤波器小组30设置于围栏20的内部区域,交流滤波器小组30一般情况下不需要进行操作,设置于围栏20内后,围栏20起到保护作用。此外,小组母线42位于围栏20的外部区域,交流滤波器小组30位于围栏20内部区域,即交流滤波器的上方并没有带电体,工作人员位于围栏20的内部区域时无需考虑上方是否存在带电体;当工作人员位于围栏20的外部作业时,则需要考虑上方的带电体。另外,接地开关41的顶面与小组母线42之间的间距S不小于8.5米,该距离符合于电气安全距离范围,如此在小组母线42带电的情况下仍然可以对设备进行检修维护作业,进而能够大大减小停电损失,降低成本。
请参阅图3,图3示出了本发明一实施例的支撑架10的第三支撑组件14的结构示意图。在一个示例中,支撑架10的多个支撑柱的长度增长后,其材料成本与占地面积均会相应增加。例如如图3所示的第三支撑组件14长度增加到虚线所示的位置时,其根开距离增加,导致整个门形构架的占地面积增加,产生额外的土地成本。
此外,在一个示例中,第一支撑杆121与地面夹角不变,夹角例如为84°;第三支撑杆141与地面夹角不变,夹角例如为79°。单倾和双倾“人”字柱分别在横向尺寸和纵向尺寸上产生与三角柱相同的影响。支撑架10的高度提升ΔH后,横向尺寸增量Δx1=ΔH/tanθ,纵向尺寸增量Δx2=ΔH/tanφ,提升高度ΔH与支撑架10土地占用面积及其费用的函数关系为:
ΔS=2×[2×160·ΔH/tan84°+(62+2·ΔH/tan84°)·ΔH/tan79°];
此外,单位面积土地价格为0.004万元/平方米,额外增加的土地成本:
Δkb=0.04·ΔS=0.0033·ΔH2+3.655·ΔH(万元);
另外,通常采用年度检修方式,该站年送电量240亿千瓦时,单位过网电价0.1411元/千瓦时,设备平均停电检修时长4小时,检修停电损失费用为kc=4×240×108×0.1411/8760=154.63(万元)。
传统的S通常为6米,并以传统S例如为6米的基础上,增加S的大小(S增加幅度与支撑柱的增加长度ΔH相适应),得到支撑柱增加的长度ΔH与取得的经济效益之间的函数关系为:
当2.5 22ΔH28.01 2时,由于围栏20外所有一次设备与上方管母的距离均超过了8.5米,可以使用带电检修替代停电检修作业。在该区间内,K>0,表明优化后能够为高压换流站带来经济效益。
需要说明的是,在采用吊车70开展吊车70作业,或设备的吊装、移动过程中,设备或作业点的高度可能发生变化,引起其与管母之间的安全距离变小。因此ΔH的选择应根据实际情况留有一定的安全裕度,保证带电检修作业的安全性与可靠性。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
Claims (10)
1.一种交流滤波器布置结构,其特征在于,所述交流滤波器布置结构包括:
支撑架,所述支撑架包括顶面架与多个支撑柱,所述顶面架与所述支撑柱的顶端相连,所述支撑柱的底端用于设置于地面上;
围栏、交流滤波器小组、接地开关与小组母线,所述围栏与所述交流滤波器小组均设置于所述支撑架邻侧的地面上,所述交流滤波器小组设于所述围栏的内部区域,所述接地开关与所述小组母线设于所述围栏的外部区域,所述接地开关用于设置于地面上,所述小组母线用于设于所述支撑架上,所述接地开关的顶面与所述小组母线之间的间距为S,S不小于8.5米。
2.根据权利要求1所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,S不大于16.5米。
3.根据权利要求1所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述交流滤波器小组包括电容器、第一避雷器、第一电流互感器、电阻器与电抗器。
4.根据权利要求1所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述交流滤波器布置结构还包括大组母线、电压互感器、隔离开关、断路器、第二电流互感器和第二避雷器;所述大组母线、电压互感器、隔离开关、断路器、第二电流互感器和第二避雷器均位于所述围栏的外部区域。
5.根据权利要求4所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述交流滤波器布置结构还包括传输线;所述大组母线位于所述小组母线的上方,所述传输线的一端与所述大组母线电性连接,所述传输线的另一端与所述小组母线电性连接。
6.根据权利要求4所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述交流滤波器布置结构还包括耐张绝缘子;所述耐张绝缘子的一端与所述支撑架相连,所述耐张绝缘子的另一端与所述小组母线相连。
7.根据权利要求1所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述顶面架包括多个横梁与多个纵梁;多个所述横梁并列间隔设置,多个所述纵梁并列间隔设置,所述横梁与所述纵梁交错相连。
8.根据权利要求1所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,多个所述支撑柱包括第一支撑组件、多个第二支撑组件、第三支撑组件、多个第四支撑组件、第五支撑组件与多个第六支撑组件;所述第一支撑组件与多个所述第二支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的其中一侧,所述第三支撑组件与多个所述第四支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的中部部位,所述第五支撑组件与多个所述第六支撑组件依次间隔地布置于所述顶面架的另一侧。
9.根据权利要求8所述的交流滤波器布置结构,其特征在于,所述第一支撑组件与所述第五支撑组件均包括相对于地面倾斜设置的两个第一支撑杆,两个所述第一支撑杆的底端分开并布置于地面上,两个所述第一支撑杆的顶端连接在一起并与所述顶面架相连;所述第二支撑组件与所述第六支撑组件均包括垂直于地面设置的第二支撑杆,所述第二支撑杆的底端设于地面上,所述第二支撑杆的顶端与所述顶面架相连;所述第三支撑组件包括相对于地面倾斜设置的三个第三支撑杆,三个所述第三支撑杆的底端分开布置并设于地面上,三个所述第三支撑杆的顶端相互连接在一起并与所述顶面架相连;所述第四支撑组件包括相对于地面倾斜设置的两个第四支撑杆,两个所述第四支撑杆的底端分开并布置于地面上,两个所述第四支撑杆的顶端连接在一起并与所述顶面架相连;所述支撑架为钢材、铁材或铜材。
10.一种高压换流站,其特征在于,所述高压换流站包括如权利要求1至9任意一项所述的交流滤波器布置结构。
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