CN206148959U - 一种换流站 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种换流站，涉及直流输电技术领域，用于解决换流站内的巡检设备安装在阀厅顶部导致的巡检范围小的问题。该换流站包括阀厅以及与阀厅相连接的巡检系统。其中，巡检系统包括多个巡检设备，阀厅包括厅室以及位于厅室内，且沿厅室长度方向间隔排布的多个阀塔；沿厅室长度方向，在厅室的侧壁上设置有巡检设备。巡检设备包括用于对阀塔进行检测的检测组件，以及与检测组件滑动连接的导轨；导轨沿垂直于所述厅室地面的方向安装于所述侧壁上。该换流站用于交直流电转换。

Description

一种换流站

技术领域

本实用新型涉及直流输电技术领域，尤其涉及一种换流站。

背景技术

阀厅是换流站的重要组成部分，保证阀厅内设备的正常运行至关重要。阀厅内包括换流阀、管型母线、避雷器、接地刀、直流电流互感器、直流电压分压器等诸多设备，其中最核心的设备是换流阀。换流阀元件主要由IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)器件和电容器组成，在正常运行情况下IGBT器件通过高频的脉冲控制不断进行开断，导致换流阀在运行过程中产生大量的热，产生的热量如果不能快速通过冷却器带走，会影响换流阀的运行状态，继而影响换流站的正常运行。由于阀塔分列分层排列，根据规格不同每一列的总高度不同，因此需要对每层换流阀的温度进行实时检测以及时发现存在隐患的换流阀。此外，为了确保换流站系统正常运行，还需要对阀厅内其他设备的外观、破损、噪声和仪表数据进行检测。

在对阀厅设备巡检时，目前依靠人工定期巡检。人工定期巡检需要耗费大量的人力物力，且由于巡检人员的身体状态、经验技能等不同，巡检效果也不尽相同，同时阀塔在正常运行时会产生电磁场，会对巡检人员的身体造成伤害。为了避免上述情况的发生，通过在阀厅顶部安装有多个实时监视设备，实现对阀厅的24小时的巡检功能。由于受到阀塔较高且分层的客观条件限制，安装在阀厅顶部的实时监控设备，只能对阀塔的局部位置进行监控，存在很大的监控盲区，很难真正满足巡检范围全方位覆盖的要求。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供一种换流站，用于解决换流站内的巡检设备安装在阀厅顶部导致的巡检范围小的问题。

为达到上述目的，本实用新型的实施例采用如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种换流站，包括阀厅以及与所述阀厅相连接的巡检系统，所述巡检系统包括多个巡检设备；所述阀厅包括厅室以及位于所述厅室内，且沿所述厅室长度方向间隔排布的多个阀塔；沿所述厅室长度方向，在所述厅室的侧壁上设置有所述巡检设备；所述巡检设备包括用于对所述阀塔进行检测的检测组件，以及与所述检测组件滑动连接的导轨；所述导轨沿垂直于所述厅室地面的方向安装于所述侧壁上。

可选的，每个阀塔的两侧均设置有所述巡检设备，且相邻两个阀塔之间的所述巡检设备公用。

可选的，沿所述厅室长度方向，在所述厅室相对的两个侧壁上的至少一侧设置有所述巡检设备。

可选的，所述阀塔的长度方向与所述厅室的长度方向垂直；其中，所述阀塔的长边延伸方向为所述阀塔的长度方向。

可选的，所述导轨的长度大于或等于阀体的长度，且所述导轨与所述厅室地面的距离大于或等于所述阀体与所述厅室地面的距离。

可选的，所述检测组件包括主采集器以及与所述主采集器相连接的云台，所述检测组件还包括滑动安装于所述导轨上的运动控制箱；所述运动控制箱与所述云台相连接，用于根据运动控制指令驱动云台运动，以带动所述主采集器转动或上下移动。

进一步的，所述主采集器包括红外热像仪、可见光摄像机、高灵敏度拾音器。

可选的，所述巡检系统还包括主处理器以及显示屏；所述主处理器与所述主采集器相连接，所述主处理器用于接收所述主采集器的采集结果，并根据所述采集结果生成所述运动控制指令和显示数据；所述主处理器还与所述运动控制箱相连接，所述主处理器用于将所述运动控制指令输出至所述运动控制箱；所述显示屏与所述主处理器相连接，所述显示屏用于接收所述显示数据并根据所述显示数据进行显示。

进一步的，所述巡检系统还包括工业交换机，所述工业交换机与主采集器和主处理器相连接，用于在开启状态下，将所述主采集器的采集结果传输至所述主处理器。

进一步的，所述巡检系统还包括与所述工业交换机相连接的防火墙，以及与所述巡检设备相连接的硬盘录像机。

本实用新型实施例提供了一种换流站，该换流站包括阀厅以及与阀厅相连接的巡检系统，该巡检系统包括多个巡检设备。具体的，上述阀厅包括厅室以及位于厅室内，且沿厅室长度方向间隔排布的多个阀塔。此外，在沿厅室长度方向，在厅室的侧壁上设置有巡检设备。该巡检设备包括检测组件以及与检测组件滑动连接的导轨，其中，检测组件用于对阀塔进行检测。上述导轨沿垂直于厅室地面的方向安装于厅室的侧壁上。

由上述可知，当将导轨沿垂直于厅室地面的方向安装于上述侧壁上后，与所述导轨滑动连接的检测组件可以在导轨内，沿垂直于厅室地面的方向上、下移动。这样一来，用于对阀塔进行检测的检测组件能够在移动的过程中对阀塔上具有多层结构的阀体进行分层检测，从而能够增大巡检设备的检测范围，避免了将巡检设备安装在阀厅顶部导致的巡检范围小的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例提供的一种换流站的结构示意图；

图2为图1所示的换流站中的阀塔组成的换流器的结构示意图；

图3为一种阀塔为晶闸管换流阀的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种阀塔为晶闸管换流阀的换流站的结构示意图；

图5为一种阀塔为IGBT换流阀的结构示意图；

图6为图1所示的换流站中的巡检设备的具体结构示意图；

图7为图6所示的巡检设备安装在侧壁上的示意图；

图8为本实用新型实施例提供的另一种换流站的结构示意图；

图9为本实用新型实施例提供的一种换流阀在换流站中的放置方式示意图；

图10为本实用新型实施例提供的又一种换流站的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的一种检测组件的结构示意图；

图12为本实用新型实施例提供的一种检测组件的安装示意图；

图13为本实用新型实施例提供的一种巡检系统示意图。

附图标记：

01-换流站；10-阀厅；11-厅室；20-巡检设备；21-检测组件；22-导轨；23-主采集器；24-云台；25-运动控制箱；30-阀塔；31-阀体；32-支柱绝缘子；33-悬挂架；34-穿墙套管；35-隔离开关；36-电抗器；37-滑块；38-同步带；39-电机；40-换流器；41-主处理器；42-显示屏；43-工业交换机；44-硬盘摄像机；45-防火墙；46-辅助处理器；50-系统屏柜。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例如图1所示提供了一种换流站01，该换流站01包括阀厅10，该阀厅10包括厅室11以及位于该厅室11内，且沿厅室11长度方向(沿X方向)间隔排布的多个阀塔30。

需要说明的是，上述多个阀塔30组成换流站01中的换流器40，换流器40为上述换流站01的主要电力设备，可用于将交流电变换为直流电或者将直流电变换为交流电器40。此外，本实用新型对构成上述换流器40的阀塔30的种类不做限定。例如，换流器40由晶闸管换流阀组成。晶闸管换流阀如图3所示，包括阀体31和悬挂架33。晶闸管换流阀包括六脉动换流阀和十二脉动换流阀。此处以六脉动换流阀为例对由晶闸管换流阀组成的换流器40的结构进行说明。如图4所示，该换流器40为A、B、C三相，每相分为上桥臂M与下桥臂N，六个桥臂组成换流器40。

又或者例如，由于晶闸管换流阀采用不可关断晶闸管，可控性较差，为了提高直流输电系统的可控性，通常采用柔性直流输电，柔性直流输电具有系统反应速度快、可控性好、运行方式灵活等优点。柔性直流输电中，换流器40由IGBT(Insulated Gate BipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)换流阀构成，如图5所示，IGBT换流阀包括阀体31和支柱绝缘子32。如图2所示，IGBT换流阀40为A、B、C三相，每相分别分为上桥臂M与下桥臂N，六个桥臂组成上述换流器40。

此外，如图1所示，换流站01还包括和上述阀厅10相连接的巡检系统。该巡检系统包括多个巡检设备20，该巡检设备20沿上述厅室11长度方向(沿X方向)，设置于厅室11的侧壁上。

具体的，上述巡检设备20如图6所示，包括检测组件21，检测组件21用于对上述阀塔30进行检测。其中，上述阀塔30需要监控的范围是如图3或5所示的多层阀体31。巡检设备20还包括与该检测组件21滑动连接的导轨22。在使用上述巡检设备20进行检测时，需要对阀体31的多层结构均进行检测。因此导轨22沿垂直于厅室11地面的方向安装于上述侧壁上。此时，上述检测组件21可以根据检测需要在导轨22上上下移动，以实现上述阀塔30的多层结构分别进行检测，扩大检测范围。

需要说明的是，在使用巡检设备20对阀体31进行检测时，采用俯视的角度能够有良好的监控效果。当在厅室11侧壁上设置导轨22时，如图3或5所示，上述导轨22的长度H大于或等于阀体31的长度K，且导轨22与厅室11地面的距离L大于或等于阀体31与厅室11地面的距离J。

针对不同等级的换流站01，上述阀厅10内的阀塔30的高度不同，需要监控的范围也不相同。以下以±500KV电压等级的换流站01内的阀塔30为例，对上述巡检设备20的设置位置进行说明。在±500KV电压等级的换流站01内，阀塔30的高度为12米左右。其中，支柱绝缘子32的高度为4.5米左右，因此需要监控的范围是7.5米。在此情况下，如图5所示，导轨22的底部距离厅室11地面的安装高度L为5米，导轨22的长度H为8米。基于此，该巡检设备20设置在厅室11侧壁时，能够保证检测组件21在上述导轨22上上下移动时，以良好的监控视角实现对阀体31多层结构的检测。

进一步优选的，在将上述导轨22设置在侧壁上时，如图7所示，导轨22的安装深度T不超过200mm，且检测组件21滑动安装在上述导轨22内后，检测组件21整体从墙开始伸出的距离G不超过550mm，以避免对阀厅10内的其他设备造成结构干扰。

基于此，当将导轨22沿垂直于厅室11地面的方向安装于上述侧壁上后，与该导轨22滑动连接的检测组件21可以在导轨22内，沿垂直于厅室11地面的方向上、下移动。这样一来，用于对阀塔30进行检测的检测组件21能够在移动的过程中对阀塔30上具有多层结构的阀体进行分层检测，从而能够增大巡检设备20的检测范围，避免了将巡检设备20安装在阀厅10顶部导致的巡检范围小的问题。

为了进一步保证巡检设备20对上述阀塔30的检测效果，优选的，如图1所示，在每个阀塔30的两侧均设置有上述巡检设备20。这样一来，每个巡检设备20对至少一个阀塔30进行检测，保证了巡检设备20对阀厅10内部的阀塔30的检测效果。

在此基础上，为了保证巡检设备20可以对如图1或图4所示的上述构成一桥臂的所有阀塔30进行检测，沿厅室11长度方向(沿X方向)，在厅室11相对的两个侧壁上的至少一侧设置有上述巡检设备20。例如，当阀塔30为晶闸管换流阀时，如图4所示，设置在侧壁D上的巡检设备20在沿厅室11长度方向上，能够对位于一桥臂上的阀塔30进行检测。又或者例如，当阀塔30为IGBT换流阀时，如图8所示，沿厅室11长度方向(沿X方向)，位于厅室11侧壁D和E上的巡检设备20可以分别检测到P和Q范围内的阀塔30，进而能够对位于一桥臂上的所有阀塔30进行检测。这样一来，当检测组件21对阀塔30的一层进行检测时，避免了由于侧壁D和E之间设置多个阀塔30，位于中间位置的阀塔30被侧壁D和E侧的阀塔30阻挡，检测组件21无法检测到该阀塔30的运行状态的问题。在此情况下，共需要24个巡检设备20，实现对上述多个阀塔30的检测。

进一步的，为了减少如图4或图8所示的巡检设备20的数量，优选的，相邻两个阀塔30之间的巡检设备20公用。此处以阀塔30为IGBT换流阀进行说明。如图1所示，每相每桥臂设置2个巡检设备，相邻桥臂之间的公用部分配置两个巡检设备20，共配置14个巡检设备。此时在对上述多个阀塔30进行检测时，可以通过调节检测组件21的方向分别对巡检设备20两侧的阀塔30进行检测，保证了巡检设备20的检测范围满足阀塔30所要检测的范围；同时与图8所示的设置方式相比，减少了巡检设备20的数量，降低了换流站01的建造成本。

进一步的，本实用新型对阀塔30的放置方式不做限定。例如如图8所示，在换流站01内放置上述阀塔30时，将阀塔30的短边S的延伸方向沿厅室11的长度方向(沿X方向)设置；或者如图9所示，将阀塔30的长边U的延伸方向沿厅室11的长度方向(沿X方向)设置。当将阀塔30的长边U的延伸方向沿厅室11的长度方向设置在上述阀厅10时，会增加阀厅10的建筑面积，继而提高了上述换流站01的建筑投资成本。因此优选的如图8所示，阀塔30的长度方向与厅室11的长度方向垂直。其中，阀塔30的长边U的延伸方向为阀塔30的长度方向。这样一来，可以减少厅室11的建筑尺寸，进而减少上述换流站01的建筑投资成本。

此外，上述阀厅10内除了阀塔30外，如图10所示，还包括穿墙套管34、隔离开关35、电抗器36、电容器等设备。在换流站01正常运行时，上述设备有时会出现物理故障，例如隔离开关35未闭合完全，或者电容器渗漏油，使得上述设备出现外观异常，影响换流站01的运行。因此，为了保证换流站01的正常运行，应对上述设备与阀塔30进行检测。

综上所述，在使用巡检设备20对上述设备与阀塔30进行检测时，检测组件21是上述巡检系统的核心。检测组件21一方面用于实时检测上述阀塔30的温度，以及时发现存在隐患的阀塔30，另一方面可以对阀厅10内其他设备的外观、破损、噪声和仪表数据进行检测。

以下对检测组件21进行详细的介绍。具体的，上述检测组件21如图11所示，包括主采集器23，以及与主采集器23相连接的云台24。

需要说明的是，本实用新型对上述主采集器23的种类不限定。检测组件21可以根据不同的检测要求安装不同的元件，比如红外热像仪、可见光摄像机、有毒气体检测仪、紫外探测仪、电磁场强度检测仪等，实现不同的检测需求。本实用新型中的检测组件21包括可见光摄像机、红外热像仪。其中，可见光摄像机用于采集上述穿墙套管34、隔离开关35、电抗器36等设备外形数据，以确定上述设备是否出现例如开关/刀闸的合分状态，电容器渗漏油的异常情况。红外热像仪用于采集上述阀塔30的发热温度，以确定该阀塔30的温度是否在正常运行的温度范围内。此外，本实用新型实施例为了更精确的检测换流站01的运行状态，该检测组件21还包括高灵敏度拾音器，用于检测换流站01内设备运行时的声音数据，以进一步确定换流站01是否处于正常运行状态。

此外，检测组件21还包括滑动安装于上述导轨22上的运动控制箱25。其中，运动控制箱25与上述云台24相连接，用于根据运动控制指令驱动云台24运动，以带动主采集器23转动或上下移动。

需要说明的是，如图12所示，运动控制箱25通过滑块37安装于导轨22上，滑块37可以沿图中箭头方向在导轨22上上下滑动。此外，滑块37上安装有与电机39相连接的同步带38，电机39带动同步带38运动，从而使得同步带38能够带动滑块37沿导轨22上下移动，进而使得检测组件21能够对上述阀塔30的多层结构进行检测。

在此基础上，上述运动控制指令包括旋转指令和纵向移动指令。以下对运动控制箱25根据运动控制指令驱动云台24运动进行举例说明。具体的，当需要对如图1所示的巡检设备20两侧的阀塔30进行检测时，上述运动控制指令为旋转指令。运动控制箱25接收到该旋转指令，并根据该旋转指令驱动云台24在水平方向上左右转动，以使得位于云台24上方的检测组件21对位于巡检设备20两侧的阀塔30进行检测。在需要对如图5所示的多层阀塔30的某一层进行检测时，上述运动控制指令为纵向移动指令。运动控制箱25接收到该纵向移动指令，并根据该旋转指令驱动云台24在垂直方向上上下移动至所需检测的阀塔层，以使得检测组件21对该层阀塔30进行检测。

以下结合巡检系统的检测过程对巡检系统的具体结构进行说明。如图13所示，在检测组件21采集到换流站01内设备与阀塔30的相关运行数据后，将上述数据传输至巡检系统中的主处理器41进行处理，以根据采集数据生成上述运动控制指令和显示数据。其中，上述检测组件21中的运动控制箱25、主采集器23分别与主处理器41相连接。主处理器41还与显示屏42线连接。在此基础上，主处理器41将上述运动控制指令输出至运动控制箱25。显示屏42接收上述显示数据并根据显示数据进行显示。

在将上述检测组件21的采集数据传输至主处理器41时，为了提高采集数据传输的安全性，优选的该巡检系统还包括工业交换机43。其中，主采集器23通过工业交换机43与和主处理器41相连接，在工业交换机43开启状态下，将主采集器23的采集结果传输至主处理器41，这样一来，上述主采集器23的采集数据只在该工业交换机43与和该工业交换机43相连接的设备，例如上述主处理器41之间进行传递，提高了采集数据传输的安全性。

需要说明的是，第一，该工业交换机43与主处理器41可以进行数据的双向传输。一方面，工作人员在显示屏42上输入检测阀厅10的预定任务的运动控制指令，该控制指令通过主处理器41传输至工业交换机43中，进而传输至上述运动控制箱25内，此时，上述运动控制箱25根据该运动控制指令驱动云台24转动或者上下移动，完成对阀厅10的预定检测任务。另一方面，上述检测过程中的采集数据传输至主处理器41，采集数据在主处理器41内进行处理，然后将处理过的处理数据传输至显示屏42上进行显示。

第二，本实用新型对上述采集数据的传输方式不做限定，可以通过光纤或者无线进行传输。在无线传输时，由于换流站01内部电磁环境复杂，复杂的电磁环境会影响无线传输的效果，不利于采集数据的传输。因此，为了降低电磁干扰，提高巡检系统的稳定性，在换流站01内通过光纤传递主采集器23的采集数据。在此情况下，可以将每个巡检设备20的主采集器23分别通过一根光纤传输至上述主处理器41，或者将多个巡检设备20的主采集器23连接在一根光纤上，然后再通过该光纤将主采集器23的采集数据传输至主处理器41。

此外，如图13所示，上述巡检系统还包括与工业交换机43相连接的防火墙45。由于换流站01是电力传输过程中的重要设备，因此对于上述换流站01的设备运行数据需要进行严格的保密，除了换流站01的内部网络可以访问上述采集数据，需要通过防火墙45对其他网络设置该采集数据设置访问权限，在该访问权限内的网络才可以对工业交换机43中的数据进行访问。同时，该防火墙45还可以用于拦截工作人员设置内的一些数据，例如恶意数据包，探测型的扫描端口等，这样一来，进一步提高了上述采集数据传输的安全性。

此外，通过如图13所示的硬盘摄像机44对检测组件21的采集数据进行长时间保存，以便在上述换流站01出现故障时，通过查看上述硬盘录像机44的设备运行数据来分析故障原因。其中，硬盘摄像机44与巡检设备20相连接。

需要说明的是，由于阀厅10在运行时产生大量的电磁，为了避免工作人员直接进入阀厅10造成伤害，优选的，将该工业交换机43、硬盘摄像机44、防火墙45集中放置在一系统屏柜50(如图13所示)内，该系统屏柜50安装在换流站01的厅室11外部。这样一来，避免了工作人员使用巡检系统检测换流站01内的设备时，阀厅10内的电磁对工作人员造成伤害。

此外，上述巡检系统还包括如图13所示的，设置于厅室11内的辅助处理器46。该辅助处理器46与上述显示屏42相连接，该辅助采集器46的采集数据可以通过显示屏42进行显示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种换流站，其特征在于，包括阀厅以及与所述阀厅相连接的巡检系统，所述巡检系统包括多个巡检设备；

所述阀厅包括厅室以及位于所述厅室内，且沿所述厅室长度方向间隔排布的多个阀塔；沿所述厅室长度方向，在所述厅室的侧壁上设置有所述巡检设备；

所述巡检设备包括用于对所述阀塔进行检测的检测组件，以及与所述检测组件滑动连接的导轨；所述导轨沿垂直于所述厅室地面的方向安装于所述侧壁上。

2.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，每个阀塔的两侧均设置有所述巡检设备，且相邻两个阀塔之间的所述巡检设备公用。

3.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，沿所述厅室长度方向，在所述厅室相对的两个侧壁上的至少一侧设置有所述巡检设备。

4.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，所述阀塔的长度方向与所述厅室的长度方向垂直；其中，所述阀塔的长边延伸方向为所述阀塔的长度方向。

5.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，所述导轨的长度大于或等于阀体的长度，且所述导轨与所述厅室地面的距离大于或等于所述阀体与所述厅室地面的距离。

6.根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，所述检测组件包括主采集器以及与所述主采集器相连接的云台，所述检测组件还包括滑动安装于所述导轨上的运动控制箱；

所述运动控制箱与所述云台相连接，用于根据运动控制指令驱动云台运动，以带动所述主采集器转动或上下移动。

7.根据权利要求6所述的换流站，其特征在于，所述主采集器包括红外热像仪、可见光摄像机、高灵敏度拾音器。

8.根据权利要求6所述的换流站，其特征在于，所述巡检系统还包括主处理器以及显示屏；

所述主处理器与所述主采集器相连接，所述主处理器用于接收所述主采集器的采集结果，并根据所述采集结果生成所述运动控制指令和显示数据；

所述主处理器还与所述运动控制箱相连接，所述主处理器用于将所述运动控制指令输出至所述运动控制箱；

所述显示屏与所述主处理器相连接，所述显示屏用于接收所述显示数据并根据所述显示数据进行显示。

9.根据权利要求8所述的换流站，其特征在于，所述巡检系统还包括工业交换机，所述工业交换机与主采集器和主处理器相连接，用于在开启状态下，将所述主采集器的采集结果传输至所述主处理器。

10.根据权利要求9所述的换流站，其特征在于，所述巡检系统还包括与所述工业交换机相连接的防火墙，以及与所述巡检设备相连接的硬盘录像机。