CN211720471U - 换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种柔直工程中用启动回路，特别是一种换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，其要点在于，还包括有阀侧断路器、水平双接地隔离开关和水平不接地隔离开关，水平不接地隔离开关连接在启动电阻所在支路上与启动电阻串联，阀侧断路器与水平双接地隔离开关串联连接于并联回路与换流变压器侧设备之间；所述阀侧断路器与启动回路断路器的电气参数相同；阀侧断路器靠近换流变压器侧设置有前置地刀闸；启动回路断路器所在支路靠近换流阀侧设有后置地刀闸。本实用新型优点在于：能够确保及时有效切断直流短路电流，避免故障扩大化；解决了启动电阻运行隐患的问题；大大提高了检修安全性，保障检修人员的人身安全。

Description

换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置

技术领域

本实用新型涉及一种柔直工程中交流侧启动回路，特别是一种换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置。

背景技术

柔直工程中，换流站的启动方式分为交流侧启动和直流侧启动。采用交流侧启动时，可将启动回路设置在换流变压器交流电网侧（下称“网侧”），也可将启动回路设置在换流变压器换流阀侧（下称“阀侧”）。当柔直工程直流短路电流较小，或布置受限需采用换流变压器插入阀厅设计时，优先考虑采用网侧启动；当柔直工程直流断路器电流较大，考虑换流变压器与换流阀厅脱开设计以降低换流变压器制造难度和提升消防要求，优先考虑阀侧启动。

现有换流变压器换流阀侧的启动回路包括启动回路隔离开关、启动回路断路器、启动电阻，启动电阻并接于启动回路断路器两侧。

启动过程不可控充电阶段，换流阀处于闭锁状态，且和启动电阻并联的启动回路断路器处于断开状态，启动电阻连接入主回路以抑制充电过程中的过电流，由交流系统完成对换流阀子模块电容充电，当换流阀子模块电容电压上升至换流变压器阀侧交流线电压峰值与单桥臂子模块总数的比值时，电容电压上升至最大值，充电电流由于子模块电容的箝位作用而关断，不可控充电阶段结束。不可控充电阶段结束后进入可控充电阶段，此时闭合与启动电阻并联的启动回路断路器，使启动电阻被旁路，然后解锁换流阀，进入正常运行阶段。

上述启动回路具有如下问题：

1）现有启动回路，仅设置单断路器，即启动回路断路器，在该断路器发生失灵故障时，断路器无法跳闸，直流短路电流需通过网侧交流断路器切除，鉴于网侧交流断路器切除直流短路电流分量能力不足，可能导致无法切断直流短路电流，从而使得系统运行不可靠，安全性不足。

2）充电完毕进入正常工作状态时，启动回路断路器处于合闸状态，启动电阻并联于启动回路断路器两侧，相当于断路器带启动电阻运行，当回路发生短路故障，启动回路断路器跳闸，但并未完全断开该回路，仍有直流短路电流通过启动电阻，从而对启动电阻造成热冲击，使之发热甚至烧毁，存在安全隐患。

3）检修换流阀/桥臂电抗器（阀侧设备）设备时，交流侧启动回路断路器需分闸，但在换流阀/桥臂电抗器侧无相应的隔离开关以形成明显断点，需在地刀合闸之后增挂地线，造成人身安全难以保障，运维不便。

发明内容

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种能够确保切断直流短路电流、确保系统安全可靠运行、有效保护启动电阻、便于运维的换流阀侧变带双断路器的柔直工程交流侧启动装置。

本实用新型所述目的是通过以下途径来实现的：

换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，包括有由启动回路断路器和启动电阻组成的并联回路，其要点在于，还包括有阀侧断路器、水平双接地隔离开关和水平不接地隔离开关，水平不接地隔离开关连接在启动电阻所在支路上与启动电阻串联，阀侧断路器与水平双接地隔离开关串联连接于并联回路与换流变压器侧设备之间；所述阀侧断路器与启动回路断路器的电气参数相同；阀侧断路器靠近换流变压器侧设置有前置地刀闸；启动回路断路器所在支路靠近换流阀侧设有后置地刀闸。

本实用新型所述交流侧启动装置的操作原理如下：

启动过程不可控充电阶段，启动回路断路器分闸，水平不接地隔离开关、阀侧断路器、水平双接地隔离开关均合闸，电能流动依序经由换流变压器、变压器侧设备、阀侧断路器、水平双接地隔离开关、水平不接地隔离开关、启动电阻、阀侧桥臂电抗器，最后接入换流阀，完成对换流阀子模块电容充电；当换流阀子模块电容电压上升至换流变压器阀侧交流线电压峰值与单桥臂子模块总数的比值时，电容电压上升至最大值，充电电流由于子模块电容的箝位作用而关断，不可控充电阶段结束，进入可控充电阶段。

启动过程可控充电阶段，启动回路断路器合闸，在等电位状态下，拉开水平不接地隔离开关，将启动电阻退出，阀侧断路器、水平双接地隔离开关保持合闸，电能流动依序经由换流变压器、变压器侧设备、阀侧断路器、水平双接地隔离开关、启动回路断路器、阀侧桥臂电抗器，最后接入换流阀，从而进入正常运行状态。

换流变压器或阀侧断路器检修时，将阀侧断路器分闸，水平双接地隔离开关中：主刀分闸、靠换阀侧断路器一侧接地刀合闸、靠启动回路断路器一侧接地刀分闸，前置地刀闸合闸，确保有明显断点，保障人身安全。

换流阀或者桥臂电抗器或者启动回路断路器检修时，将启动回路断路器分闸，水平双接地隔离开关中：主刀分闸、靠换阀侧断路器一侧接地刀分闸、靠启动回路断路器一侧接地刀合闸；启动回路断路器所在支路的后置地刀闸合闸，确保有明显断点，保障人身安全。

本实用新型采用双断路器结构的交流侧启动装置，设置有阀侧断路器与启动回路断路器，两者电气参数选取完全一致；通过在启动电阻支路上串接水平不接地隔离开关，在启动过程完毕后，水平不接地隔离开关在等电位状态下分闸，确保了启动回路断路器不带启动电阻运行，使正常工作时任一断路器发生失灵故障时，均可有效跳开另一断路器，以确保能够迅速切除故障，保障换流阀、换流变压器等设备的安全。另一方面正常运行状态下，启动电阻退出运行，避免了单断路器接线中发生故障时启动回路断路器跳闸后，未完全断开该回路，仍有直流短路电流通过启动电阻，对启动电阻造成热冲击，存在可能发热甚至烧毁的安全隐患。该回路中，设置有水平双接地隔离开关、阀侧断路器换流变压器侧地刀闸、启动回路断路器阀侧地刀闸等，可为检修提供明显断点，从而确保检修人员的安全，操作方便。

本实用新型可以进一步具体为：

还包括有回路电流测量装置，其串接在并联回路中启动电阻所在支路上、水平不接地隔离开关与启动电阻之间。

回路电流测量装置用于测量启动过程中，启动电阻所在支路的电流参数，从而对启动电阻、水平不接地隔离开关的运行起到监测监控作用。

综上所述，本实用新型提供了一种换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，在换流变压器与阀厅之间串接阀侧断路器和水平双接地隔离开关，在原启动并联回路中的启动电阻支路上串接水平不接地隔离开关，由此实现了相同电气参数的双断路器接线，确保及时有效切断直流短路电流，避免故障扩大化；正常运行时，启动回路断路器不再带启动电阻运行，解决了启动电阻运行隐患的问题；另外，由于本实用新型采用了双断路器之间设置水平双接地隔离开关，提供了对应的隔离断点，能够有效兼顾两边断路器及对应换流变压器或阀侧桥臂的检修，大大提高了检修安全性，保障检修人员的人身安全。

附图说明

图1为本实用新型所述的换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置的接线结构示意图；

图2为阀侧带双断路器的交流侧启动装置在启动过程时的回路接线示意图；

图3为阀侧带双断路器的交流侧启动装置在正常运行状态下的回路接线示意图；

图4为阀侧带双断路器的交流侧启动装置在换流变压器或阀侧断路器检修时的回路接线示意图；

图5为阀侧带双断路器的交流侧启动装置在换流阀或启动回路断路器检修时的回路接线示意图。

下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。

具体实施方式

最佳实施例：

参照附图1，本实施例以阀侧为例，换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，包括有由启动回路断路器20和启动电阻19组成的并联回路、阀侧断路器换流变压器侧设置的前置地刀闸14、阀侧断路器15、水平双接地隔离开关16、水平不接地隔离开关17、回路电流测量装置18、启动回路断路器换流阀侧设置的后置地刀闸21，水平不接地隔离开关17和回路电流测量装置18连接在启动电阻19所在支路上并与启动电阻19串联，阀侧断路器15与水平双接地隔离开关16串联连接于换流变压器侧设备与并联回路之间，前置地刀闸14安装在换流变压器侧设备与阀侧断路器15之间；在并联回路中，启动回路断路器20所在支路上靠近阀侧桥臂电抗器23一侧安装有后置地刀闸21；所述阀侧断路器15与启动回路断路器20的电气参数相同。

如附图1所示，11为换流变压器，换流变压器侧设备包括AV避雷器12和电压测量装置13；阀侧设备包括阀侧桥臂电抗器23和阀厅桥臂穿墙套管24；前置地刀闸14和后置地刀闸21均为单柱立开式接地开关；水平双接地隔离开关16采用双柱水平伸缩式双接地隔离开关；水平不接地隔离开关17采用双柱水平伸缩式不接地隔离开关。

上述换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置的运行操作具体如下：

1）通过交流系统启动换流阀，给换流阀子模块电容充电，参照附图2，操作顺序为：交流系统准备就绪→换流变压器空载充电→水平不接地隔离开关17合闸→水平双接地隔离开关16、阀侧断路器15合闸，15~30min后完成交流系统对换流阀电容充电过程，电能流动方向为：交流系统→换流变压器11→AV避雷器12→电压测量装置13→阀侧断路器15→水平双接地隔离开关16→水平不接地隔离开关17→回路电流测量装置18→启动电阻19→电流互感器22→阀侧桥臂电抗器23→阀厅桥臂穿墙套管24→阀厅。

2）换流阀直流电压建立后，进入正常运行状态，参照附图3。操作顺序为：启动回路断路器20合闸→水平不接地隔离开关17分闸→进入正常运行状态，电能流动方向为：交流系统→换流变压器11→AV避雷器12→电压测量装置13→阀侧断路器15→水平双接地隔离开关16→启动回路断路器20→电流互感器22→阀侧桥臂电抗器23→阀厅桥臂穿墙套管24→阀厅。

3）换流变压器或阀侧断路器检修时，参照附图4。操作顺序为：将阀侧断路器15分闸、水平双接地隔离开关16分闸，同时将前置地刀闸14合闸，水平双接地隔离开关16靠近阀侧断路器15侧的地刀合闸，确保有明显断点，保障人身安全。

4）换流阀或启动回路断路器检修时，参照附图5。操作顺序为：将启动回路断路器20分闸、水平双接地隔离开关16分闸，同时将后置地刀闸21合闸，水平双接地隔离开关16靠近启动回路断路器20侧的地刀合闸，确保有明显断点，保障人身安全。

另外，阀侧断路器15和启动回路断路器20电气参数选取完全一致，任一断路器发生失灵故障时，跳另一断路器，迅速切除故障，保证换流阀及换流变压器等设备安全。当充电过程完毕后，合启动回路断路器20后，处于等电位状态下水平隔离开关17分闸，退出启动电阻，从而确保阀侧断路器15、启动回路断路器20电气参数特性完全一致。

本实用新型的要点包括：

1）双断路器的设置，一方面确保直流短路电流能够及时有效被切断，另一方面，可以兼顾两台断路器两侧设置的检修，形成相应的隔离断点，检修安全保障大大提升。

2）在启动电阻前串接水平不接地隔离开关，在启动过程完成后等电位拉开水平不接地隔离开关，正常运行时将启动电阻退出运行，消除可能存在的安全隐患问题。

3）将交流侧启动回路布置于户外场地的同时，避免换流变压器插入阀厅设计，一方面降低换流变压器制造难度，另一方面也有利于提升阀厅防火要求。

本实用新型未述部分与现有技术相同。

Claims (2)

1.换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，包括有由启动回路断路器和启动电阻组成的并联回路，其特征在于，还包括有阀侧断路器、水平双接地隔离开关和水平不接地隔离开关，水平不接地隔离开关连接在启动电阻所在支路上与启动电阻串联，阀侧断路器与水平双接地隔离开关串联连接于并联回路与换流变压器侧设备之间；所述阀侧断路器与启动回路断路器的电气参数相同；阀侧断路器靠近换流变压器侧设置有前置地刀闸；启动回路断路器所在支路靠近换流阀侧设有后置地刀闸。

2.根据权利要求1所述的换流变压器阀侧带双断路器的柔直工程交流侧启动装置，其特征在于，还包括有回路电流测量装置，其串接在并联回路中启动电阻所在支路上、水平不接地隔离开关与启动电阻之间。

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