CN114759805A - 一种背靠背柔直换流站布置型式 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种背靠背柔直换流站布置型式，包括两个阀厅，两个阀厅之间设置有隔离墙，隔离墙设置有直流穿墙套管，阀厅的一侧厅壁均设置有交流穿墙套管，交流穿墙套管设置于两个阀厅的相同一侧，阀厅内设置有阀塔，阀塔组成6个桥臂，两个阀厅内桥臂的直流端通过直流穿墙套管电连接，两个阀厅内桥臂的交流端通过交流穿墙套管与外界电器件电连接。根据本发明的背靠背柔直换流站布置型式，通过优化布置形式，减少占地面积，方便安装和维护，降低成本。

Description

一种背靠背柔直换流站布置型式

技术领域

本发明涉及换流站技术领域，特别是涉及一种背靠背柔直换流站布置型式。

背景技术

随着我国经济的发展，电网结构越来越复杂，电网交直流联合运行相互影响突出，存在多回直流同时换相失败的风险，使得系统特性尤为复杂。电网抵御大面积停电风险能力变差，加上部分地区厂站密集，短路电流超标问题严重，限流控制与电力供应、网架可靠性方面的矛盾突出，影响了主网运行的灵活性。背靠背直流工程对优化电网结构提出了一个很好的解决思路，可保留和维持现有通道电力互济的作用，事故情况下可提供紧急支援。

背靠背作为两个电网之间的联络通道，落点多在负荷密集地区，这一定程度上给选址带来了极大困难。换流站占地面积大，征地难、拆迁难一直是负荷密集地区选址的痛点，同时还要解决解口电力线路的路径问题。为了节省占地，需要在满足工艺需求的前提下对电气总平面进行优化布置。阀厅及柔直变区域作为背靠背换流站的核心区域，其布置型式决定了整体工艺流程、占地面积大小、线路出线方向等，牵涉到全站电气布置和噪音控制等方方面面。

传统的换流站，阀厅采用一字型布置方式时，柔直变区域布置在阀厅相对两侧，柔直变区域的内部及两侧柔直变区域之间的运输通道均需设置柔直变轨道，以满足备用柔直变压器的更换运输需求和转向需求，从而导致造价增加。另外，为了方便柔直变区域设备的运输和安装，东西两侧均需考虑柔直变的运输通道，需增加换流变广场尺寸，增大了占地面积。此外，两侧设置柔直变的方式，运行时产生的噪音向两侧辐射，对降噪要求较高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种背靠背柔直换流站布置型式，通过优化布置形式，减少占地面积，方便安装和维护，降低成本。

为了实现上述目的，本发明提供了一种背靠背柔直换流站布置型式，包括两个阀厅。

两个所述阀厅之间设置有隔离墙，所述隔离墙设置有直流穿墙套管；所述阀厅的一侧厅壁均设置有交流穿墙套管，所述交流穿墙套管设置于两个所述阀厅的相同一侧；所述阀厅内设置有阀塔，所述阀塔组成6个桥臂；两个所述阀厅内所述桥臂的直流端通过所述直流穿墙套管电连接；两个所述阀厅内所述桥臂的交流端通过所述交流穿墙套管与外界电器件电连接。

根据本发明的一些实施例，所述阀厅内所述桥臂为依次排列的A相上桥臂、A相下桥臂、B相上桥臂、B相下桥臂、C相上桥臂和C相下桥臂。

根据本发明的一些实施例，所述A相上桥臂的直流端、所述B相上桥臂的直流端和所述C相上桥臂的直流端均通过上母线并联电连接，所述A相下桥臂的直流端、所述B相下桥臂的直流端和所述C相下桥臂的直流端均通过下母线并联电连接；所述直流穿墙套管的数量为两个，两个所述直流穿墙套管均设置于所述隔离墙的远离所述交流穿墙套管的一侧；两个所述上母线通过其中一个所述直流穿墙套管电连接，两个所述下母线通过另一个所述直流穿墙套管电连接。

根据本发明的一些实施例，所述上母线设置于所述下母线的上方。

根据本发明的一些实施例，所述上母线与所述直流穿墙套管之间以及所述下母线与所述直流穿墙套管之间均设置有直流电流测量装置、直流电压测量装置、直流避雷器和直流隔离开关；所述直流电流测量装置、所述直流电压测量装置、所述直流避雷器和所述直流隔离开关沿垂直于所述隔离墙的方向呈一字型布置。

根据本发明的一些实施例，还包括有启动回路区域和柔直变区域，所述启动回路区域和所述柔直变区域设置于所述阀厅的靠近所述交流穿墙套管的一端外侧；所述启动回路区域的电器件通过所述交流穿墙套管与所述阀厅内所述桥臂的交流端电连接；所述启动回路区域包括有桥臂电抗器，所述桥臂电抗器呈一字型布置；所述柔直变区域包括有柔直变压器，所述柔直变压器呈一字型布置。

根据本发明的一些实施例，所述交流穿墙套管与所述阀厅内所述桥臂的交流端之间依次电连接有交流接地开关、交流避雷器、交流电流互感器和交流侧悬吊绝缘子。

根据本发明的一些实施例，所述启动回路区域还包括有支柱绝缘子、BR避雷器、旁路隔离开关、启动电阻、启动电阻支路电流测量装置、电压测量装置、回路电流测量装置、HGIS、启动回路避雷器、支柱绝缘子和汇流管母等。

根据本发明的一些实施例，所述柔直变区域还包括有阀侧中性点设备、网侧中性点设备和备用柔直变压器；所述柔直变压器背离所述启动回路区域的一侧设置有换流变轨道；所述阀侧中性点设备和所述网侧中性点设备均设置于两个所述柔直变压器之间；所述备用柔直变压器设置于所述柔直变压器的背离所述阀侧中性点设备的一端。

根据本发明的一些实施例，还包括有控制楼和阀冷设备，所述控制楼设置于所述阀厅背离所述交流穿墙套管的一端外侧；所述阀冷设备包括阀内冷设备和阀外冷设备，所述阀内冷设备设置于所述控制楼内；所述阀外冷设备设置于所述控制楼的两侧，并且垂直于所述隔离墙。

本发明实施例一种背靠背柔直换流站布置型式，与现有技术相比，其有益效果在于：

本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式，两个交流穿墙套管设置于两个阀厅的相同一侧，直流穿墙套管设置于两个阀厅之间的隔离墙上，使得背靠背的两个阀厅的能量流动方向组成U型布置型式，以及使得与两个阀厅内桥臂交流端连接的外界电器件可采用一字型布置型式，两个桥臂交流端连接的外界电器件可同向设置，出线方式更灵活，减少换流变轨道的长度和换流变广场尺寸。因此，本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式，通过优化布置形式，减少占地面积，方便安装和维护，降低成本。

附图说明

图1是本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式的阀厅的结构示意图；

图2是图1中E处的放大示意图；

图3是图1中F处的放大示意图；

图4是本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式的整体结构示意图；

图5是本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式的启动回路区域的结构示意图；

图6是图5中G处的放大示意图；

图7是本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式的柔直变区域的结构示意图；

图8是图7中H处的放大示意图。

附图标记：

阀厅1；隔离墙11；直流穿墙套管12；交流穿墙套管13；柔直阀柔直阀桥臂14；A相上桥臂141；A相下桥臂142；B相上桥臂143；B相下桥臂144；C相上桥臂145；C相下桥臂146；上母线147；下母线148；交流接地开关15；交流避雷器16；交流电流互感器17；交流侧悬吊绝缘子18；直流电流测量装置191；直流电压测量装置192；直流避雷器193；直流隔离开关194；

启动回路区域2；桥臂电抗器21；柱绝缘子220；BR避雷器221；旁路隔离开关222；启动电阻223；启动电阻支路电流测量装置224；电压测量装置225；回路电流测量装置226；HGIS 227；启动回路避雷器228；支柱绝缘子229；汇流管母230；

柔直变区域3；柔直变压器31；备用柔直变压器32；换流变轨道33；阀侧中性点设备34；网侧中性点设备35；

控制楼4。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系，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。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

下面参考图1至图8描述根据本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式。

如图1和4所示，根据本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式，本发明提供了一种背靠背柔直换流站布置型式，包括两个阀厅1。

如图1所示，阀厅1内设置有阀塔，阀塔组成6个桥臂14，两个阀厅1之间设置有隔离墙11，隔离墙11设置有直流穿墙套管12，两个阀厅1内桥臂14的直流端通过直流穿墙套管12电连接，从而两侧阀厅1在空间上进行隔离，实现一侧阀厅1停电检修时，另一端阀厅1作为STATCOM带电运行，可增强布置型式的灵活性，实现两侧阀厅1隔离运行、互不干扰。

阀厅1的一侧厅壁均设置有交流穿墙套管13，交流穿墙套管13设置于两个阀厅1的相同一侧，两个阀厅1内桥臂14的交流端通过交流穿墙套管13与外界电器件电连接。

外界电器件的电流通过其中一个交流穿墙套管13进入到对应阀厅1内桥臂14交流端上，上述阀厅1内桥臂14直流端通过直流穿墙套管12与另一个阀厅1内桥臂14直流端电连接，另一个阀厅1内桥臂14交流端通过另一个交流穿墙套管13与另一侧外界电器件电连接，因交流穿墙套管13设置于两个阀厅1的相同一侧，从而使得阀厅1内的能量流动方向呈U型布置，两个阀厅1内桥臂14交流端的设备同向设置，使得外界电器件无需转向，出线方式更灵活，两个阀厅1内桥臂14交流端同侧出线，并减少换流变轨道33的长度，节省材料，减少占地面积，方便安装和维护，优化运维环境，降低成本。

本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式，两个交流穿墙套管13设置于两个阀厅1的相同一侧，直流穿墙套管12设置于两个阀厅1之间的隔离墙11上，使得两个阀厅1的能量流动方向组成U型布置型式，以及使得与两个阀厅1内桥臂14交流端连接的外界电器件可采用一字型布置型式，两个阀厅1内桥臂14交流端连接的外界电器件可同向设置，出线方式更灵活，减少换流变轨道33的长度。因此，本发明实施例的背靠背柔直换流站布置型式，通过优化布置形式，减少占地面积，方便安装和维护，降低成本。

在本发明的一些具体实施例中，如图1所示，阀厅1内桥臂14为依次设置的A相上桥臂141、A相下桥臂142、B相上桥臂143、B相下桥臂144、C相上桥臂145和C相下桥臂146。如图1所示，本发明实施例中桥臂14由三个上桥臂和三个下桥臂组成，三个上桥臂为A相上桥臂141、B相上桥臂143和C相上桥臂145，三个下桥臂为A相下桥臂142、B相下桥臂144和C相下桥臂146。两个阀厅1并排设置，两个阀厅1之间设置有隔离墙11。一个阀厅1内依次排列有A相上桥臂141、A相下桥臂142、B相上桥臂143、B相下桥臂144、C相上桥臂145和C相下桥臂146，并且A相上桥臂141、A相下桥臂142、B相上桥臂143、B相下桥臂144、C相上桥臂145和C相下桥臂146与隔离墙11平行设置，从而有利于降低占地面积。

在本发明的一些具体实施例中，A相上桥臂141、B相上桥臂143和C相上桥臂145的直流端均通过上母线147并联电连接，A相下桥臂142、B相下桥臂144和C相下桥臂146的直流端均通过下母线148并联电连接，直流穿墙套管12的数量为两个，两个直流穿墙套管12均设置于隔离墙11的远离交流穿墙套管13的一侧。

两个上母线147通过其中一个直流穿墙套管12电连接，两个下母线148通过另一个直流穿墙套管12电连接。更进一步地，上母线147悬吊设置，A相上桥臂141、B相上桥臂143和C相上桥臂145采用高进高出的连接方式，下母线148支撑设置，上母线147设置于下母线148的上方，A相下桥臂142、B相下桥臂144和C相下桥臂146采用高进低出的方式，有利于进一步降低占地面积。

更进一步地，每个阀厅1的交流穿墙套管13数量为六个，每个阀塔内桥臂14交流端对应一个交流穿墙套管13，从而使得阀塔出现顺畅，阀厅1接线简单。

在本发明的一些具体实施例中，如图3所示，上母线147和下母线148与直流穿墙套管12之间均设置有直流电流测量装置191、直流电压测量装置192、直流避雷器193和直流隔离开关194等，直流电流测量装置191、直流电压测量装置192、直流避雷器193和直流隔离开关194沿垂直于隔离墙11的方向呈一字型布置，从而优化布置形式，减少占地面积。

在本发明的一些具体实施例中，如图4所示，本发明实施例的背靠背柔直换流站设置有启动回路区域2和柔直变区域3，启动回路区域2和柔直变区域3设置于阀厅1靠近交流穿墙套管13的一端外侧，即启动回路区域2和柔直变区域3设置于两个阀厅1的相同一侧，启动回路区域2和柔直变区域3之间采用管母连接。启动回路区域2的电器件通过交流穿墙套管13与阀厅1内桥臂14的交流端电连接，启动回路区域2包括有桥臂电抗器21，桥臂电抗器21呈一字型布置，柔直变区域3包括有柔直变压器31，柔直变压器31呈一字型布置，从而优化布置形式，并使得两侧柔直变区域3内的柔直变压器31为同向设置，柔直变压器31更换无需转向，降低更换难度，节省换流变轨道33的长度，节省材料，降低造价。桥臂电抗器21和交流穿墙套管13设置于阀厅1的同一侧，可以共用检修通道，并使得安装和维护更便利。

更进一步地，交流穿墙套管13设置在阀厅1的南侧，使得柔直变区域3均设置在阀厅1的南侧，两侧阀厅1一字型布置，形成天然屏障，有利于降低柔直变区域3的噪音。

在本发明的一些具体实施例中，如图2所示，交流穿墙套管13与阀厅1内桥臂14的交流端之间依次电连接有交流接地开关15、交流避雷器16、交流电流互感器17和交流侧悬吊绝缘子18，从而优化布置形式，采用直流端汇流方式，取消阀厅1内桥臂14交流端的调相母线。如图1所示，交流电流互感器17和交流侧悬吊绝缘子18，沿垂直于隔离墙11的方向一字型布置，交流接地开关15和交流避雷器16沿垂直于隔离墙11的方向一字型布置，交流接地开关15和交流避雷器与阀厅1阀厅1内桥臂14之间的空间可用于布置升降平台车检修通道，优化布置形式。

在本发明的一些具体实施例中，如图5和6所示，启动回路区域2包括有支柱绝缘子220、BR避雷器221、旁路隔离开关222、启动电阻223、启动电阻支路电流测量装置224、电压测量装置225、回路电流测量装置226、HGIS 227、启动回路避雷器228、支柱绝缘子229和汇流管母230，其中旁路隔离开关222和启动电阻223设置于桥臂电抗器21背离阀厅1的一侧，支柱绝缘子220、BR避雷器221、旁路隔离开关222、启动电阻支路电流测量装置224、电压测量装置225、回路电流测量装置226、HGIS 227、启动回路避雷器228、支柱绝缘子229和汇流管母230设置于旁路隔离开关222和启动电阻223的另一侧，从而根据电气接线要求依次布置，启动回路区域2采用户外支撑式管母布置方式，通过优化设备布置，实现场区的正方布置，合理利用场地空间。

可以理解的是，桥臂电抗器21可采用户外干式空心电抗器。桥臂电抗器21采用高位布置，桥臂电抗器21的四周设置有围栏，桥臂电抗器21通过跨路管母引接至交流穿墙套管13，桥臂电抗器21与交流穿墙套管13按相一一对应布置，从而优化布置形式，使得出现方式更灵活。

在本发明的一些具体实施例中，如图7和8所示，柔直变区域3包括有阀侧中性点设备34和网侧中性点设备35，阀侧中性点设备34和网侧中性点设备35设置于备用柔直变压器32的中间空地上，并且采用软导线连接方式，同时柔直变区域3采用单相双绕组变压器户外布置，优化布置形式，减少占地面积。

更进一步地，柔直变压器31背离隔离墙11的一侧设置有备用柔直变压器32，即12台柔直变压器31为一个整体变压器，备用柔直变压器32设置于整体体变压器的较长边任意一端，从而使得两个柔直变区域3的柔直变压器31和备用柔直变压器32放置位置呈一字型布置，并且两个柔直变压器31的放置方向相同，在两个柔直变区域3内调用备用柔直变压器32时，备用柔直变压器32更换不需要转向。柔直变压器31背离启动回路区域2的一侧设置有换流变轨道33，阀侧中性点设备和网侧中性点设备均设置于两个柔直变压器31之间，柔直变压强和备用柔直变压器32可共用换流变轨道33，大大节省换流变轨道33的长度，降低造价成本和占地面积。

在本发明的一些具体实施例中，如图4所示，还包括有控制楼4和阀冷设备，控制楼4设置于阀厅1背离交流穿墙套管13的一端外侧，控制楼4紧靠两个阀厅1并呈一字型布置，使得阀厅1的控制相对集中，方便运行和巡视。阀冷设备包括阀内冷设备和阀外冷设备；阀内冷设备设置于控制楼4内，阀外冷设备设置于控制楼4的两侧，阀外冷设备垂直于隔离墙11布置，从而优化布置形式，减少占地面积。更进一步地，柔直变区域3均设置在阀厅1的南侧，控制楼4和阀冷设备集中布置在阀厅1的北侧，有利于减少阀厅1的尺寸。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不退出本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种背靠背柔直换流站布置型式，包括两个阀厅，其特征在于，包括：

两个所述阀厅之间设置有隔离墙，所述隔离墙设置有直流穿墙套管；所述阀厅的一侧厅壁均设置有交流穿墙套管，所述交流穿墙套管设置于两个所述阀厅的相同一侧；所述阀厅内设置有阀塔，所述阀塔组成6个桥臂；两个所述阀厅内所述桥臂的直流端通过所述直流穿墙套管电连接；两个所述阀厅内所述桥臂的交流端通过所述交流穿墙套管与外界电器件电连接。

2.根据权利要求1所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述阀厅内所述桥臂为依次排列的A相上桥臂、A相下桥臂、B相上桥臂、B相下桥臂、C相上桥臂和C相下桥臂。

3.根据权利要求2所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述A相上桥臂的直流端、所述B相上桥臂的直流端和所述C相上桥臂的直流端均通过上母线并联电连接，所述A相下桥臂的直流端、所述B相下桥臂的直流端和所述C相下桥臂的直流端均通过下母线并联电连接；所述直流穿墙套管的数量为两个，两个所述直流穿墙套管均设置于所述隔离墙的远离所述交流穿墙套管的一侧；两个所述上母线通过其中一个所述直流穿墙套管电连接，两个所述下母线通过另一个所述直流穿墙套管电连接。

4.根据权利要求3所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述上母线设置于所述下母线的上方。

5.根据权利要求4所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述上母线与所述直流穿墙套管之间以及所述下母线与所述直流穿墙套管之间均设置有直流电流测量装置、直流电压测量装置、直流避雷器和直流隔离开关；所述直流电流测量装置、所述直流电压测量装置、所述直流避雷器和所述直流隔离开关沿垂直于所述隔离墙的方向呈一字型布置。

6.根据权利要求1所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，还包括有启动回路区域和柔直变区域，所述启动回路区域和所述柔直变区域设置于所述阀厅的靠近所述交流穿墙套管的一端外侧；所述启动回路区域的电器件通过所述交流穿墙套管与所述阀厅内所述桥臂的交流端电连接；所述启动回路区域包括有桥臂电抗器，所述桥臂电抗器呈一字型布置；所述柔直变区域包括有柔直变压器，所述柔直变压器呈一字型布置。

7.根据权利要求6所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述交流穿墙套管与所述阀厅内所述桥臂的交流端之间依次电连接有交流接地开关、交流避雷器、交流电流互感器和交流侧悬吊绝缘子。

8.根据权利要求6所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述启动回路区域还包括有支柱绝缘子、BR避雷器、旁路隔离开关、启动电阻、启动电阻支路电流测量装置、电压测量装置、回路电流测量装置、HGIS、启动回路避雷器、支柱绝缘子和汇流管母。

9.根据权利要求6所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，所述柔直变区域还包括有阀侧中性点设备、网侧中性点设备和备用柔直变压器；所述柔直变压器背离所述启动回路区域的一侧设置有换流变轨道；所述阀侧中性点设备和所述网侧中性点设备均设置于两个所述柔直变压器之间；所述备用柔直变压器设置于所述柔直变压器的背离所述阀侧中性点设备的一端。

10.根据权利要求1所述的背靠背柔直换流站布置型式，其特征在于，还包括有控制楼和阀冷设备，所述控制楼设置于所述阀厅背离所述交流穿墙套管的一端外侧；所述阀冷设备包括阀内冷设备和阀外冷设备，所述阀内冷设备设置于所述控制楼内；所述阀外冷设备设置于所述控制楼的两侧，并且垂直于所述隔离墙。

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