CN116247714A - 一种高压传输系统 - Google Patents

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刘生
孔志达
郝为瀚
郭金川
孙仕达
苏成
王建武
周敏
施世鸿
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Abstract

本发明公开了一种高压传输系统，包括：换流器、第一母线、第二母线、若干联接变压器、若干交流输入子线路、若干直流输出子线路以及若干开关，所述第一母线包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；每一所述交流输入子线路与每一所述母线分段连接，每一所述母线分段通过一开关与联接变压器的一分裂绕组连接；每一所述联接变压器与所述第二母线连接，所述第二母线与所述换流器连接；所述换流器与所述直流输出子线路连接。本发明通过对联接变压器的分裂绕组设置独立的母线分段，使得交流场的输入控制更具灵活性，有效地保障了海上风电的稳定传输。

Description

一种高压传输系统
技术领域
本发明涉及海上风电传输领域，尤其涉及一种高压传输系统。
背景技术
近年来，海上风电传输呈现大容量、高电压和远距离的特点，因此对传输系统的要求也越来越高。现有技术中，海上风电传输主要通过换流站和直流输电线路实现，但由于设备简单，接线方式单一，使得换流站的交流输入控制不够灵活，例如，一旦换流站的交流输入线路或者相关变压器出现故障，可能会导致整个系统跳闸，损失全部功率。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明提出了一种高压传输系统，通过对联接变压器的分裂绕组设置独立的母线分段，使得交流场的输入控制更具灵活性，有效地保障了海上风电的稳定传输。
本发明实施例提供了一种高压传输系统，包括：换流器、第一母线、第二母线、若干联接变压器、若干交流输入子线路、若干直流输出子线路以及若干开关，
所述第一母线包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；
每一所述交流输入子线路与每一所述母线分段连接，每一所述母线分段通过一开关与联接变压器的一分裂绕组连接；
每一所述联接变压器与所述第二母线连接，所述第二母线与所述换流器连接；
所述换流器与所述直流输出子线路连接。
进一步地，每一所述交流输入子线路通过一开关与每一所述母线分段连接。
进一步地，所述联接变压器为三相分裂绕组联接变压器，每一三相分裂绕组联接变压器网侧的两个分裂绕组与对应的两个母线分段连接，阀侧的一个分裂绕组与所述第二母线连接。
进一步地，每一所述三相分裂绕组联接变压器阀侧的一个分裂绕组与所述第二母线间接有开关。
进一步地，所述换流器包括若干换流阀，每个换流阀包括若干桥臂，所述第二母线与所述换流器的每一换流阀连接。
进一步地，每一所述桥臂上设置有桥臂电抗器，所述换流阀通过所述桥臂电抗器与所述直流输出子线路连接。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
本发明中，高压传输系统的第一母线包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；每一交流输入子线路与每一母线分段连接，每一母线分段通过一开关与联接变压器的一分裂绕组连接，当联接变压器的输入线路出现断路或者联接变压器本身出现故障时，通过对相邻母线分段的开关及每个母线分段与联接变压器间的开关进行控制，能够使得交流输入子线路的输入电压通过母线切换到其他正常的线路或者联接变压器，进而有效地保障了海上风电的稳定传输。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种高压传输系统的接线图；
图2为本发明实施例提供的一种2000MW高压传输系统的接线图；
附图标记说明，交流场电气接线1，第一母线11，联接变压器接线2，联接变压器21，联接变压器阀侧配电装置电气接线3，第二母线31，阀组接线4，换流阀41，桥臂电抗器接线5，桥臂电抗器51，直流场电气接线6
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。
请参照图1，为本发明一实施例提供了一种高压传输系统，至少包括：换流器、第一母线11、第二母线31、若干联接变压器21、若干交流输入子线路、若干直流输出子线路以及若干开关，
所述第一母线11包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；
每一所述交流输入子线路与每一所述母线分段连接，每一所述母线分段通过一开关与联接变压器21的一分裂绕组连接；
每一所述联接变压器21与所述第二母线31连接，所述第二母线31与所述换流器连接；
所述换流器与所述直流输出子线路连接。
在一个优选的实施例中，如图2，一个2000MW的海上风电场通过66kV集电线路(即交流输入子线路)直接接入换流站，其中海上换流站模型化为2000MW高压传输系统，系统包括：换流器、第一母线11、第二母线31、多个联接变压器21以及直流输出线路，进一步地，参考图2中的交流场电气接线1与级联变压器接线2，66kV集电线路按照全接线配置，且对交流场的第一母线11进行分段，包括为联接变压器21分裂绕组设置独立的母线，不同母线之间设置分段开关，这样无论采用一段、两段、三段和六段中的任一种分段方案，交流场接线都可以实现，同时，联接变压器21与第二母线31连接，该母线还与系统中的换流器连接。
优选地，每一所述交流输入子线路通过一开关与每一所述母线分段连接。
在一个优选的实施例中，参考图2中的交流场电气接线1，在每一个交流输入子线路与对应的母线分段间设置开关，这样一来，则可以通过开关对每一交流输入子线路进行通断控制。
优选地，所述联接变压器21为三相分裂绕组联接变压器，每一三相分裂绕组联接变压器网侧的两个分裂绕组与对应的两个母线分段连接，阀侧的一个分裂绕组与第二母线31连接。
在一个优选的实施例中，考虑制造水平、运输条件、国产化能力及投资等多方面因素，系统采用三台三相分裂绕组联接变压器，因变压器网侧绕组存在△型接线和Y型接线两种，而采用Y型接线方式，可以降低中性点的绝缘水平，节省接地变压器等设备，有益于减少平台尺寸和重量，因此参考图2中的联接变压器接线2，使得每一三相分裂绕组联接变压器网侧的两个分裂绕组与对应的两个母线分段连接。此外，变压器阀侧绕组也有△型和Y型两种接线方式，若变压器阀侧采用△型接线，则阀侧绕组耐压绝缘水平需按800kV来准备，即需设置800kV试验套管或现场采用800kV电缆引出，才能开展耐压试验，这样会增加变压器制造及现场试验难度，尤其现场试验对空间需求较大时，极不利于换流站的紧凑化设计，但当阀侧采用Y型接线，则可以显著降低相间绝缘水平，进而降低变压器制造和试验难度，因此参考图2中的联接变压器阀侧配电装置电气接线3，使得每一三相分裂绕组联接变压器网阀侧的一个分裂绕组与第二母线31连接。
优选地，每一所述三相分裂绕组联接变压器阀侧的一个分裂绕组与所述第二母线31间接有开关。
优选地，所述换流器包括若干换流阀41，每个换流阀41包括若干桥臂，所述第二母线31与所述换流器的每一换流阀41连接。
在一个优选的实施例中，换流器阀组采用较为成熟的对称单极接线方式以及模块化多电平拓扑结构(MMC)，其中MMC换流器由6个桥臂组成，3个桥臂共用1组桥臂电抗器51，由于换流站直流线路采用电缆线路，故障率很低，不需要频繁的直流闭锁和重启，因此MMC子模块采用半桥结构，参考图2中的阀组接线4。
优选地，每一所述桥臂上设置有桥臂电抗器51，所述换流阀41通过所述桥臂电抗器51与所述直流输出子线路连接。
在一个优选的实施例中，为减少设备，使布置更紧凑，所以将桥臂电抗器51布置在换流阀41的直流极线侧，即换流阀41桥臂上，参考图2中的桥臂电抗器接线5，这样既可以限制桥臂环流，也可以替代直流限流电抗器，抑制直流极线侧的短路电流，节省直流电抗器的布置空间，减少海上平台尺寸。
通过实施本发明的实施例具有如下有益效果：
1.高压传输系统的第一母线包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；每一交流输入子线路与每一母线分段连接，每一母线分段通过一开关与联接变压器的一分裂绕组连接，当联接变压器的输入线路出现断路或者联接变压器本身出现故障时，通过对相邻母线分段的开关及每个母线分段与联接变压器间的开关进行控制，能够使得交流输入子线路的输入电压切换到正常的线路或者联接变压器，进而有效地保障了海上风电的稳定传输；
2.多个交流输入子线路，多个联接变压器，通过输入电压叠加的方式，能够在直流输出子线路输出±500kV及以上的高风电电压，同时，通过对交流输入子线路和联接变压器数目的调整，也可以实现较低电压的传输；
3.联接变压器网侧和阀侧采用Y型接线，有利于提高海上换流站的紧凑性，降低设备制造难度，提升经济性；
4.通过换流阀的桥臂设置电抗器，取消了传统的直流限流电抗器，从而减少了设备配置，有益于缩小海上平台尺寸，降低重量。
以上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 (6)

1.一种高压传输系统高压传输系统，其特征在于，包括：换流器、第一母线、第二母线、若干联接变压器、若干交流输入子线路、若干直流输出子线路以及若干开关，所述第一母线包括若干母线分段，且相邻母线分段之间设置有开关；
每一所述交流输入子线路与每一所述母线分段连接，每一所述母线分段通过一开关与联接变压器的一分裂绕组连接；
每一所述联接变压器与所述第二母线连接，所述第二母线与所述换流器连接；
所述换流器与所述直流输出子线路连接。
2.如权利要求1所述的一种高压传输系统，其特征在于，每一所述交流输入子线路通过一开关与每一所述母线分段连接。
3.如权利要求1所述的一种高压传输系统，其特征在于，所述联接变压器为三相分裂绕组联接变压器，每一三相分裂绕组联接变压器网侧的两个分裂绕组与对应的两个母线分段连接，阀侧的一个分裂绕组与所述第二母线连接。
4.如权利要求3所述的一种高压传输系统，其特征在于，每一所述三相分裂绕组联接变压器阀侧的一个分裂绕组与所述第二母线间接有开关。
5.如权利要求1所述的一种高压传输系统，其特征在于，所述换流器包括若干换流阀，每个换流阀包括若干桥臂，所述第二母线与所述换流器的每一换流阀连接。
6.如根据权利要求5所述的一种高压传输系统，其特征在于，每一所述桥臂上设置有桥臂电抗器，所述换流阀通过所述桥臂电抗器与所述直流输出子线路连接。
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