CN204794073U - 无接地极的双极直流输电系统主回路结构 - Google Patents

Abstract

一种无接地极的双极直流输电系统主回路结构，包括：整流站、逆变站以及架空直流输电线路，所述整流站包括正极、负极，所述逆变站包括正极、负极，所述整流站与所述逆变站通过所属架空直流输电线路连接，所述整流站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接，所述逆变站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接。本实用新型实施例方案简化了双极直流输电系统的主回路结构，实现了优化主回路设计的优化，不仅可以运行在单极金属回线方式，还可以使用站内接地网代替接地极实现直流输电系统的双极平衡运行，很好的解决了接地极线和接地极址的征地建设难题，降低了工程造价，特别适用于直流多落点及接地极选址困难的直流输电工程。

Description

无接地极的双极直流输电系统主回路结构

技术领域

本实用新型涉及高压直流输电领域，特别涉及一种无接地极的双极直流输电系统主回路结构。

背景技术

目前，高压直流输电系统的主回路是由两端的换流站、高压直流线路、接地极线路和接地极组成。其中接地极是常规直流工程的重要组成部分，它不仅起着钳制直流中性点电位的作用，还为直流单极大地回线方式、双极两端接地方式提供以大地作为电流返回的通路。

极址选择和接地极线建设是直流输电接地极设计中的一项十分重要而复杂的工作，由于直流落点集中或环境等因素的限制，导致选址和征地工作越来越困难，存在无法完成接地极建设的风险。若没有接地极，直流工程将不能双极运行，而只能以单极金属回线方式运行，将导致直流输送能力降低一半，严重影响直流输电工程的可用率，相对大地回线运行，直流线路损耗约增加了一倍，非常不经济。

实用新型内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其可以实现优化主回路设计的优化，不仅可以运行在单极金属回线方式，还可以使用站内接地网代替接地极实现直流输电系统的双极平衡运行。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种无接地极的双极直流输电系统主回路结构，包括：整流站、逆变站以及架空直流输电线路，所述整流站包括正极、负极，所述逆变站包括正极、负极，所述整流站与所述逆变站通过所属架空直流输电线路连接，所述整流站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接，所述逆变站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接。

基于如上所述的本实用新型实施例的方案，其简化了双极直流输电系统的主回路结构，实现了主回路设计的优化，不仅可以运行在单极金属回线方式，还可以使用站内接地网代替接地极实现直流输电系统的双极平衡运行，很好的解决了接地极线和接地极址的征地建设难题，降低了工程造价，特别适用于直流多落点及接地极选址困难的直流输电工程，具有很好的推广及应用价值。

附图说明

图1是常规直流输电工程直流部分主回路结构图(整流站)；

图2是常规直流输电工程双极运行配置示意图；

图3是一个实施例中本实用新型的无接地极的双极直流输电系统直流部分主回路结构图(整流站)；

图4是一个实施例中采用本实用新型主回路结构的直流双极运行配置示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

以整流站为例，常规直流输电工程直流部分的主回路结构图如图1所示。参见图1所示，整流站包括正极和负极，每极都至少包括一个十二脉动晶闸管换流器，各站正负极连接点根据直流输电系统处于双极、单极大地回线或单极金属回线运行方式与接地极或者站内接地网连接。整流站与逆变站之间通过架空直流输电线路连接。

图1所示中，整流站双极中性母线至接地极之间配置的主要设备包括，站内高速接地开关HSGS(图1所示中为断路器Q96)、金属回线返回开关MRS(图1所示中为断路器Q94)、金属回线转换开关MRTB(图1所示中为断路器Q95)及相应的刀闸、接地极线路电流互感器、接地极线路、接地极等。

而常规的直流输电工程双极运行配置示意图如图2所示，图2所示中，黑色实心方块代表开关处于合闸位置，空心方块代表开关处于分闸位置。直流输电系统通过正极、负极以及接地极构成两个独立的单极大地回路配置，以大地作为电流的返回通路，逆变站的站内接地开关处于合闸状态，作为中性母线电压的钳位点。流入接地极的电流为双极电流的差值，允许双极不平衡运行。

本实用新型实施例提供的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，取消常规直流输电系统中的接地极线路及接地极，取消整流站和逆变站的站内高速接地开关HSGS(例如图1中所示的断路器Q96)、金属回线返回开关MRS(例如图1中所示的断路器Q94)、金属回线转换开关MRTB(例如图1中所示的断路器Q95)及相应的刀闸、电流互感器等，同一站内正负极连接点通过隔离开关Q15与站内接地网相连。即，本实施例提供的主回路结构，在现有高压直流输电系统的整流站和逆变站取消了金属/大地转换开关、高速接地开关及相应的隔离刀闸、接地刀闸、电流测量装置等设备，在直流输电系统换流站外不再架设接地极线路，不再建设接地极。

据此，本实用新型提供的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，具体包括：整流站、逆变站以及架空直流输电线路，所述整流站包括正极、负极，所述逆变站包括正极、负极，所述整流站与所述逆变站通过所属架空直流输电线路连接，所述整流站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接，所述逆变站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接。其中，整流站可以只有一个，也可以包括两个以上的多个，逆变站也可以只有一个，也可以包括两个以上的多个。

一个实施例的本实用新型的无接地极的双极直流输电系统主回路结构的整流站主回路结构如图3所示。如图3所示，该实施例的无接地极的双极直流输电系统主回路结构包括有：第一整流单元，第二整流单元，连接在第一整流单元的一端与整流站的正极之间的整流开关Q12，与第一整流单元的另一端依次串联连接的断路器Q93、隔离开关Q11，连接在第二整流开关的一端与整流站的负极之间的整流开关Q12’，与第二整流单元的另一端依次串联连接的断路器Q93’、隔离开关Q11’，与隔离开关Q11、隔离开关Q11’依次连接的接地直流测量装置T1、接地隔离开关Q15、隔离开关Q14，与隔离开关Q14连接的接地开关Q22、直流测量装置T21，连接在直流测量装置T21与整流站的正极之间的隔离开关Q17，连接在直流测量装置T21与整流站的负极之间的隔离开关Q17’。

此外，如图3所示，该实施例中的整流站还可以包括：连接在整流开关Q12与整流站的正极之间的接地开关Q21，连接在整流开关Q12’与整流站的负极之间的接地开关Q21’。同时还可以包括：连接在断路器Q93与隔离开关Q11之间相串联的直流测量装置T2、接地开关Q21，直流测量装置T2连接在断路器Q93与接地开关Q21之间，连接在断路器Q93’与隔离开关Q11’之间相串联的直流测量装置T2’、接地开关Q21’，直流测量装置T2’连接在断路器Q93’与接地开关Q21’之间。

其中，第一整流单元、第二整流单元的结构相同，且可以采用图3中所示或者现有方案中的其他方式进行，因此，这里不再展开赘述。此外，本领域技术人员可以理解，在图3所示的第一整流单元、第二整流单元及相关的结构示意图中，Q93、Q94、Q95、Q96表示断路器，Q11、Q12、Q13、Q14、Q15、Q17、Q18、Q19表示隔离开关，Q21、Q22、Q23、Q24表示接地开关，C1表示电容器，L1、L2表示电抗器，F1表示避雷器，T1、T2、T3、T4、T5表示直流测量装置。

基于图3所示的实施例中的方案，对于无接地极的双极直流输电系统处于双极平衡运行方式时，通过操作将正负极的隔离开关Q11、隔离开关Q12、隔离开关Q15处于闭合状态，即图3所示中的隔离开关Q11、Q12、Q15、Q11’、Q12’、Q15’处于闭合状态，将正负极的断路器Q93处于闭合状态、隔离开关Q17处于分开状态，即断路器Q93、Q93’为闭合状态，隔离开关Q17、Q17’处于分开状态。对于无接地极的双极直流输电系统正极处于单极金属回线运行方式时，通过操作将正极的隔离开关Q11、隔离开关Q12处于闭合状态，断路器Q93处于闭合状态，隔离开关Q15、隔离开关Q17处于分开状态，负极的隔离开关Q17’处于闭合状态。

图4示出了一个实施例中采用本实用新型主回路结构的直流双极运行配置示意图。如图4所示，整流站的正极与逆变站的正极通过直流架空线路连接，整流站的负极与逆变站的负极通过直流架空线路连接，采用本实用新型主回路结构的双极直流输电系统处于双极平衡运行方式时，通过正极、负极以及站内接地网构成两个独立的单极大地回路配置，以大地作为电流的返回通路，整流站和逆变站的站内接地开关均处于闭合状态。流入站内接地网的电流为双极电流的差值，考虑到站内跨步电压、接触电压等安全限制条件，不允许双极不平衡运行。

基于本实用新型的主回路结构，还可以在控制保护系统逻辑中调整直流场顺序控制、增加双极联跳及双极电流平衡等功能，并调整或增加直流接地网过流及直流接地系统保护等，以配合本实用新型主回路结构的安全稳定运行。基于本实用新型主回路结构的直流系统运行方式有双极平衡运行和单极金属回线运行两种方式。

基于如上所述的本实用新型的方案，可以达到如下技术效果：简化了双极直流输电系统的主回路结构，很好的解决了接地极线和接地极址的征地建设难题，降低了工程造价。同时强化了站内接地网的设计，同时配合控制保护策略，保证换流站内的人身及设备安全。特别适用于直流多落点及接地极选址困难的直流输电工程，具有很好的推广及应用价值。

以上所述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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，包括：整流站、逆变站以及架空直流输电线路，所述整流站包括正极、负极，所述逆变站包括正极、负极，所述整流站与所述逆变站通过所属架空直流输电线路连接，所述整流站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接，所述逆变站的正极连接点、负极连接点与站内接地网连接。

2.根据权利要求1所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述整流站包括一个及以上、所述逆变站包括一个及以上。

3.根据权利要求1所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述直流输电系统为双极平衡运行方式或者单极金属回线运行方式。

4.根据权利要求1所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述整流站的正极与所述逆变站的正极通过直流架空线路连接，所述整流站的负极与所述逆变站的负极通过直流架空线路连接。

5.根据权利要求1所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述整流站包括：第一整流单元，第二整流单元，连接在第一整流单元的一端与整流站的正极之间的整流开关Q12，与第一整流单元的另一端依次串联连接的断路器Q93、隔离开关Q11，连接在第二整流开关的一端与整流站的负极之间的整流开关Q12’，与第二整流单元的另一端依次串联连接的断路器Q93’、隔离开关Q11’，与隔离开关Q11、隔离开关Q11’依次连接的接地直流测量装置T1、接地隔离开关Q15、隔离开关Q14，与隔离开关Q14连接的接地开关Q22、直流测量装置T21，连接在直流测量装置T21与整流站的正极之间的隔离开关Q17，连接在直流测量装置T21与整流站的负极之间的隔离开关Q17’。

6.根据权利要求5所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述整流站还包括：连接在整流开关Q12与整流站的正极之间的接地开关Q21，连接在整流开关Q12’与整流站的负极之间的接地开关Q21’。

7.根据权利要求5所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述整流站还包括：连接在断路器Q93与隔离开关Q11之间相串联的直流测量装置T2、接地开关Q21，直流测量装置T2连接在断路器Q93与接地开关Q21之间，连接在断路器Q93’与隔离开关Q11’之间相串联的直流测量装置T2’、接地开关Q21’，直流测量装置T2’连接在断路器Q93’与接地开关Q21’之间。

8.根据权利要求5所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述无接地极的双极直流输电系统处于双极平衡运行方式，隔离开关Q11、Q12、Q15、Q11’、Q12’、Q15’处于闭合状态，断路器Q93、Q93’为闭合状态，隔离开关Q17、Q17’处于分开状态。

9.根据权利要求5所述的无接地极的双极直流输电系统主回路结构，其特征在于，所述无接地极的双极直流输电系统正极处于单极金属回线运行方式，隔离开关Q11、Q12处于闭合状态，断路器Q93为闭合状态，隔离开关Q15、Q17隔离开关处于分开状态，隔离开关Q17’处于闭合状态。