RU2399108C2

RU2399108C2 - Cooling of high-voltage devices

Info

Publication number: RU2399108C2
Application number: RU2008131323/09A
Authority: RU
Inventors: Урбан ОСТРЕМ (SE); Урбан ОСТРЕМ; Дан ГУСТАВССОН (SE); Дан ГУСТАВССОН; Фредрик ПЕТРИСИ (SE); Фредрик ПЕТРИСИ; Петер ШЕБЕРГ (SE); Петер ШЕБЕРГ; Ларс СВЕДЬЕХЕД (SE); Ларс СВЕДЬЕХЕД
Original assignee: Абб Текнолоджи Лтд
Priority date: 2005-12-30
Filing date: 2006-12-22
Publication date: 2010-09-10
Also published as: CN101346779A; WO2007078226A1; BRPI0620963A2; EP1966807A4; CN101346779B; EP1966807A1; ZA200805208B; CA2644842A1; RU2008131323A

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: high-voltage bushing comprises insulating vessel, surrounding electric conductor electrically connected to high-voltage device and connected to system of outer liquid cooling. Electric conductor comprises cooling passage containing at least two separate channels, which are connected to each other by liquid. Cooling passage is arranged as a whole with electric conductor. System of outer cooling represents a system of liquid cooling of valve. Method for cooling of high-voltage bushing includes stage of high-voltage bushing cooling by means of connection of electric conductor to system of outer liquid cooling.

EFFECT: invention provides for cooling of bushings without increasing dimensions of components with higher scattered capacity in bushing due to higher current and voltage.

25 cl, 6 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к области систем распределения электрической энергии и охлаждению высоковольтных устройств в таких системах распределения энергии. В частности, изобретение относится к охлаждению высоковольтных вводов, используемых в таких системах. Изобретение также относится к соответствующему способу.The present invention relates to the field of electrical energy distribution systems and cooling of high voltage devices in such energy distribution systems. In particular, the invention relates to the cooling of high voltage bushings used in such systems. The invention also relates to a corresponding method.

Уровень техникиState of the art

Электротехническое оборудование и устройства и, в частности, высоковольтное оборудование в системе распределения электрической энергии, имеют высокое рассеяние тепла, и поэтому требуют соответствующего охлаждения. Например, обычный преобразовательный вентиль HVDC (постоянного тока высокого напряжения) может быть с воздушной изоляцией и водяным охлаждением. Обычно обеспечивается система охлаждения, содержащая, например, трубы распределения охлаждающей воды, которые имеют такую форму, чтобы выполнять некоторые требования. Другим примером системы внешнего охлаждения является использование вентиляторов.Electrical equipment and devices, and in particular high-voltage equipment in the electric energy distribution system, have high heat dissipation, and therefore require appropriate cooling. For example, a conventional HVDC (High Voltage Direct Current) converter valve may be air-insulated and water-cooled. Typically, a cooling system is provided, comprising, for example, cooling water distribution pipes that are shaped to fulfill certain requirements. Another example of an external cooling system is the use of fans.

Однако также существуют электротехнические устройства в системе распределения энергии, которые не охлаждаются никакой системой внешнего охлаждения. Эти устройства, не имеющие системы внешнего охлаждения, являются тогда, вместо этого, только самоохлаждаемыми, т.е. с естественным конвективным воздушным охлаждением. Одним примером такого самоохлаждаемого устройства являются высоковольтные вводы, например ввод преобразовательного трансформатора.However, there are also electrical devices in the energy distribution system that are not cooled by any external cooling system. These devices, which do not have an external cooling system, are then, instead, only self-cooled, i.e. with natural convective air cooling. One example of such a self-cooled device are high voltage bushings, for example a converter transformer lead.

Типовые уровни напряжения в системах распределения электрической энергии достигают примерно 500 кВ DC (постоянного тока). Однако уровни напряжения постоянно повышаются и также могут достигать 800 кВ DC и, предположительно, даже более высоких уровней напряжения в будущем. Также уровни тока могут составлять до 4000-5000 А или даже больше. Естественно, такие высокие уровни напряжения и тока приводят к еще более высоким рассеяниям тепла, и требования к электрической изоляции высоковольтного ввода становятся очень высокими. Размер электрической изоляции ограничивает эффективность охлаждения ввода, так как тепло вынуждено проходить большее расстояние до окружающего охлаждающего воздуха из-за ее увеличенного размера. Самоохлаждение, таким образом, оказывается неэффективным при очень высоких уровнях напряжения и тока.Typical voltage levels in electrical energy distribution systems reach approximately 500 kV DC (DC). However, voltage levels are constantly increasing and can also reach 800 kV DC and, presumably, even higher voltage levels in the future. Also, current levels can be up to 4000-5000 A or even more. Naturally, such high levels of voltage and current lead to even higher heat dissipations, and the requirements for electrical insulation of the high voltage input become very high. The size of the electrical insulation limits the cooling efficiency of the input, since the heat is forced to travel a greater distance to the surrounding cooling air due to its increased size. Self-cooling, therefore, is ineffective at very high voltage and current levels.

Было бы целесообразным использовать большие проводники при повышении уровней напряжения, таким образом уменьшая рассеиваемое тепло, но это снова вызвало бы увеличение размеров оборудования. Т.е. размеры изоляции, по-прежнему, были бы большими.It would be advisable to use large conductors while increasing voltage levels, thereby reducing heat dissipation, but this would again cause an increase in equipment size. Those. insulation sizes would still be large.

Публикация патента US 2953629 касается предотвращения перекрытий в конденсаторном вводе, но также описывает попытку охлаждения вводов посредством механизма принудительного охлаждения. Механизм охлаждения состоит из наполнения жидкостью, такой как вода, отверстия в центральном проводнике. Когда конденсаторный ввод нагревается, жидкость закипает и пары поднимаются вверх и конденсируются, после чего конденсат возвращается в нижнюю часть проводника. Тепло тогда передается от внутренней части ввода при помощи теплообменных трубок в атмосферу.The publication of US Pat. No. 2,953,629 relates to the prevention of overlap in a condenser inlet, but also describes an attempt to cool the inlets by a forced cooling mechanism. The cooling mechanism consists of filling a liquid, such as water, with holes in the center conductor. When the capacitor inlet is heated, the liquid boils and the vapor rises and condenses, after which the condensate returns to the lower part of the conductor. Heat is then transferred from the interior of the input via heat exchange tubes to the atmosphere.

Вышеописанные приспособления охлаждения известного уровня техники вызывают ряд недостатков. Например, точка кипения жидкости определяет температуру охлаждения, которая означает, что в случае, когда жидкостью является вода, температура охлаждения ограничивается 100°С. Было бы целесообразным изменять температуру охлаждения посредством изменения давления, но это влечет за собой размещение сосудов высокого давления, которые сделали бы механизм охлаждения громоздким и дорогим. В частности, такое решение включало бы в себя ряд устройств, требующих высоких первоначальных затрат, а также имеющих высокие затраты на обслуживание. Другим недостатком является опасность отложений на оборудовании из-за испарения воды.The above-described cooling devices of the prior art cause a number of disadvantages. For example, the boiling point of a liquid determines the cooling temperature, which means that when the liquid is water, the cooling temperature is limited to 100 ° C. It would be advisable to change the cooling temperature by changing the pressure, but this entails the placement of pressure vessels, which would make the cooling mechanism cumbersome and expensive. In particular, such a solution would include a number of devices requiring high initial costs, as well as having high maintenance costs. Another disadvantage is the risk of deposits on the equipment due to evaporation of water.

С учетом вышесказанного, было бы желательным улучшить охлаждение высоковольтных устройств и, в частности, охлаждение высоковольтных вводов. Кроме того, было бы также желательно обеспечить соответствующий способ для охлаждения таких вводов.In view of the foregoing, it would be desirable to improve the cooling of high-voltage devices and, in particular, the cooling of high-voltage bushings. In addition, it would also be desirable to provide an appropriate method for cooling such inlets.

Сущность изобретенияSUMMARY OF THE INVENTION

Задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного охлаждения высоковольтных вводов в системе распределения электрической энергии. Более конкретно, задачей изобретения является обеспечение средства внешнего охлаждения для ввода, таким образом преодолевая или по меньшей мере частично устраняя вышеупомянутые недостатки известного уровня техники.An object of the present invention is to provide improved cooling of high voltage bushings in an electrical energy distribution system. More specifically, it is an object of the invention to provide external cooling means for input, thereby overcoming or at least partially eliminating the aforementioned disadvantages of the prior art.

Другой задачей настоящего изобретения является обеспечение улучшенного охлаждения вводов, которое также является пригодным для очень высоких напряжений и токов. В частности, задачей настоящего изобретения является обеспечение средства внешнего охлаждения, способного выдерживать высокие напряжения и токи.Another objective of the present invention is to provide improved cooling of the bushings, which is also suitable for very high voltages and currents. In particular, it is an object of the present invention to provide external cooling means capable of withstanding high voltages and currents.

Еще другой задачей настоящего изобретения является обеспечение средства охлаждения для охлаждения вводов без увеличения размеров составляющих элементов при увеличении рассеиваемой мощности в вводе в результате повышения уровней тока и напряжения.Another objective of the present invention is the provision of cooling means for cooling the bushings without increasing the size of the constituent elements with increasing dissipated power in the input as a result of increasing levels of current and voltage.

Эти задачи, среди прочих, достигаются посредством высоковольтного ввода и способа, заявленных в независимых пунктах формулы изобретения.These objectives, among others, are achieved by means of high voltage input and the method claimed in the independent claims.

Согласно изобретению обеспечивается высоковольтный ввод, который может охлаждаться посредством системы внешнего охлаждения. Ввод, например, пригоден для передачи высокого напряжения и тока от охлаждаемого жидкостью вентиля HVDC. Высоковольтный ввод содержит изолирующий корпус, окружающий электрический проводник, причем электрический проводник является электрически соединяемым с высоковольтным устройством, например, соединяемый с соединителем вентиля HVDC. Согласно изобретению, электрический проводник высоковольтного ввода является соединяемым с системой внешнего охлаждения, например системой охлаждения вентиля HVDC. Посредством изобретения конструкция ввода существенно упрощается, так как температура проводника и изоляционного материала высоковольтного ввода поддерживается под контролем. В частности, нет необходимости увеличивать размеры вводов, хотя используются более высокие токи и напряжения. Кроме того, соответствующее охлаждение вводов осуществляется даже для уровней больших токов и высоких напряжений, например, в диапазоне от 500 кВ DC до 800 кВ DC и далее до очень высоких уровней напряжения.According to the invention, a high voltage input is provided, which can be cooled by an external cooling system. The input, for example, is suitable for transmitting high voltage and current from a liquid-cooled HVDC valve. The high voltage input comprises an insulating housing surrounding the electrical conductor, the electrical conductor being electrically connected to a high voltage device, for example, connected to an HVDC valve connector. According to the invention, the electrical conductor of the high voltage input is connected to an external cooling system, for example an HVDC valve cooling system. By means of the invention, the design of the input is greatly simplified, since the temperature of the conductor and the insulating material of the high voltage input is maintained under control. In particular, there is no need to increase the size of the inputs, although higher currents and voltages are used. In addition, corresponding cooling of the bushings is carried out even for high current levels and high voltages, for example, in the range from 500 kV DC to 800 kV DC and further to very high voltage levels.

Согласно варианту осуществления изобретения системой внешнего охлаждения является система охлаждения вентиля HVDC. Это обеспечивает обладающий признаками изобретения способ охлаждения вводов посредством использования уже существующей и используемой охлаждающей жидкости вентиля HVDC, и поэтому делает возможным получить эффективное по затратам и надежное охлаждение.According to an embodiment of the invention, the external cooling system is an HVDC valve cooling system. This provides a feature of the invention for cooling bushings by utilizing an existing and used HVDC valve coolant, and therefore makes it possible to obtain cost-effective and reliable cooling.

Согласно другому варианту осуществления изобретения электрический проводник высоковольтного ввода содержит охлаждающий проход, имеющий один или несколько каналов жидкости. Такие каналы жидкости могут быть отдельными каналами с соединением по жидкости друг с другом по меньшей мере в одной точке и предназначены для приема циркулирующей охлаждающей жидкости при высоком электрическом потенциале от вентиля HVDC через электрический проводник. Высоковольтный ввод, таким образом, может быть соединен с системой жидкостного охлаждения системы внешнего охлаждения при помощи одного или нескольких каналов жидкости.According to another embodiment of the invention, the electrical conductor of the high voltage input comprises a cooling passage having one or more fluid channels. Such fluid channels can be separate channels with a fluid connection with each other at least at one point and are designed to receive circulating coolant at high electric potential from the HVDC valve through an electrical conductor. The high voltage input can thus be connected to the liquid cooling system of the external cooling system using one or more liquid channels.

Кроме того, один или несколько каналов жидкости, предпочтительно, выполнены за одно целое с электрическим проводником высоковольтного ввода. Таким образом, обеспечиваются размеры и эффективное по затратам решение.In addition, one or more fluid channels, preferably made in one piece with the electrical conductor of the high voltage input. In this way, dimensions and a cost effective solution are provided.

Согласно еще другому варианту осуществления изобретения электрический проводник содержит внутреннюю трубу для жидкости, посредством чего обеспечиваются отдельные каналы. Труба предназначена для направления охлаждающей жидкости в одном направлении в ее внутренней части, и жидкость направляется обратно по каналам, созданным между внешней частью трубы для жидкости и охлаждающим проходом электрического проводника. Таким образом, обеспечивается простое средство для циркуляции охлаждающей жидкости.According to yet another embodiment of the invention, the electrical conductor comprises an inner fluid pipe, whereby separate channels are provided. The pipe is designed to direct the coolant in one direction in its inner part, and the fluid is directed back through the channels created between the outer part of the fluid pipe and the cooling passage of the electrical conductor. Thus, a simple means for circulating the coolant is provided.

Согласно другому варианту осуществления изобретения электрический проводник обеспечивается с уплотнением, непроницаемым для жидкости, на его верхнем торце. Предпочтительно, что уплотнение приваривается на торец электрического проводника. Этот признак обеспечивает повышенную безопасность с помощью обеспечения средства для предотвращения перемещения охлаждающей жидкости в трансформатор или другое чувствительное оборудование. Кроме того, так как крышка, предпочтительно, приваривается на его торце, обеспечивается постоянное соединение, которое может тестироваться под давлением и делает возможным обнаружение утечек, еще дополнительно повышая надежность и также облегчая локализацию неисправностей.According to another embodiment of the invention, an electrical conductor is provided with a liquid tight seal at its upper end. Preferably, the seal is welded to the end of the electrical conductor. This feature provides enhanced security by providing means to prevent coolant from moving into a transformer or other sensitive equipment. In addition, since the cap is preferably welded at its end, a permanent connection is provided that can be tested under pressure and makes leak detection possible, further enhancing reliability and also facilitating fault location.

Дополнительные варианты осуществления определяются в зависимых пунктах формулы изобретения.Additional embodiments are defined in the dependent claims.

Изобретение также содержит такой способ, посредством которого достигаются преимущества, соответствующие вышесказанному.The invention also comprises such a method by which advantages corresponding to the foregoing are achieved.

Другие характеристики, преимущества и задачи изобретения станут очевидными при чтении следующего подробного описания.Other characteristics, advantages, and objectives of the invention will become apparent upon reading the following detailed description.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Фиг.1 представляет собой общий вид высоковольтного ввода.Figure 1 is a General view of a high voltage input.

Фиг.2 представляет собой вид в поперечном разрезе ввода по фиг.1, смонтированного на трансформаторном кожухе.FIG. 2 is a cross-sectional view of the input of FIG. 1 mounted on a transformer housing.

Фиг.3 схематически иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения.3 schematically illustrates an embodiment of the present invention.

Фиг.4 иллюстрирует проводник по фиг.3 в вводе.Figure 4 illustrates the conductor of figure 3 in the input.

Фиг.5 иллюстрирует более подробно проводник и инновационные охлаждающие каналы.Figure 5 illustrates in more detail the conductor and innovative cooling channels.

Фиг.6 иллюстрирует вентильный участок, в котором настоящее изобретение может быть выгодно реализовано.6 illustrates a valve portion in which the present invention can be advantageously implemented.

Подробное описание предпочтительных вариантов осуществленияDetailed Description of Preferred Embodiments

Когда применимо, одинаковые позиции используются по всему описанию для обозначения одинаковых или подобных элементов.When applicable, the same reference numbers are used throughout to describe the same or similar elements.

Высоковольтный ввод представляет собой устройство, используемое для передачи тока с высоким потенциалом через заземленный экран, например стенку или оболочку электрической установки, такой как бак трансформатора. Ввод предохраняет от протекания тока на заземленный экран благодаря его изолирующим свойствам.A high voltage input is a device used to transmit high potential current through a grounded shield, such as a wall or shell of an electrical installation, such as a transformer tank. The input prevents current from flowing to the grounded shield due to its insulating properties.

Обычный ввод показан на фиг.1 и 2, причем общая конструкция ввода 1 показана на фиг.1.A typical input is shown in FIGS. 1 and 2, with the general construction of input 1 shown in FIG.

На фиг.2 вид в поперечном разрезе ввода 1 по фиг.1 показан смонтированным на трансформаторном кожухе 18. Высоковольтный проводник 10 проходит через центр полого проходного изолятора 12, который формирует кожух вокруг высоковольтного проводника 10. Обычно, для применения на открытом воздухе, изолятор 12 выполняется из фарфора или силиконового каучука.2, a cross-sectional view of the input 1 of FIG. 1 is shown mounted on a transformer case 18. The high-voltage conductor 10 passes through the center of the hollow bushing insulator 12, which forms the casing around the high-voltage conductor 10. Typically, for outdoor use, the insulator 12 made of porcelain or silicone rubber.

В конденсаторном вводе, конденсаторный сердечник 14 обеспечивается внутри кожуха изолятора для выравнивания распределения напряжения. Усилие напряжения на вводе и его окружающая конструкция включает в себя оба компонента переменного тока (AC) и (DC). Выравнивание распределения напряжения компонента AC зависит от диэлектрической проницаемости изоляционного материала. Выравнивание распределения напряжения компонента DC зависит от зависимого от температуры удельного сопротивления изоляционных материалов. Обеспечивается фланец 16 для соединения кожуха 12 ввода с заземлением через трансформаторный кожух 18. Хотя на фигуре изображен конденсаторный ввод, понятно, что настоящее изобретение может быть применено также в неконденсаторном вводе.In the capacitor inlet, a capacitor core 14 is provided inside the insulator housing to equalize the voltage distribution. The input voltage and its surrounding structure include both components of alternating current (AC) and (DC). The equalization of the voltage distribution of the AC component depends on the dielectric constant of the insulating material. The equalization of the voltage distribution of the DC component depends on the temperature-dependent resistivity of the insulating materials. A flange 16 is provided for connecting the input case 12 to earth through the transformer case 18. Although a capacitor input is shown in the figure, it is understood that the present invention can also be applied to a non-capacitor input.

Соединение ввода 1 с внутренними компонентами трансформатора также указывается схематически на фиг.2. Примерное соединение содержит нижний контакт 20, сформированный нижней торцевой частью высоковольтного проводника 10. Нижний контакт 20 обеспечивается на нижнем донном торце ввода 1 и предназначен для соединения с сопряженным внутренним контактом 22, предусмотренным в трансформаторном кожухе 18. Далее, верхняя внешняя клемма 24 обеспечивается на торце ввода 1 напротив торца нижнего контакта 20. Внешняя клемма 24 электрически соединяется с высоковольтным проводником 10 при помощи, по существу, плоской зоны контакта и обеспечивается для того, чтобы электрически соединять трансформаторное устройство с внешними источниками.The connection of the input 1 with the internal components of the transformer is also indicated schematically in figure 2. An exemplary connection comprises a lower contact 20 formed by the lower end part of the high voltage conductor 10. The lower contact 20 is provided at the lower bottom end of the input 1 and is intended to be connected to the conjugated internal contact 22 provided in the transformer casing 18. Further, the upper external terminal 24 is provided at the end of the input 1 opposite the end of the lower contact 20. The external terminal 24 is electrically connected to the high voltage conductor 10 by means of a substantially flat contact zone and is provided so that s electrically connect the transformer device to external sources.

Другие вводы, кроме изображенного ввода преобразовательного трансформатора, также могут извлекать пользу из настоящего изобретения. В таком случае, отмечается, что могут использоваться другие подходящие средства соединения для соединения ввода с другими электротехническими установками. Например, если идеи настоящего изобретения используются для выполнения ввода для прохода через стенку, средство соединения должно подходить для этой цели, вместо соединения с трансформаторным кожухом 18.Other inputs besides the illustrated input of a converter transformer may also benefit from the present invention. In such a case, it is noted that other suitable connection means can be used to connect the input to other electrical installations. For example, if the ideas of the present invention are used to make an input for passing through a wall, the connection means should be suitable for this purpose, instead of connecting to the transformer case 18.

Фиг.3 схематически иллюстрирует вариант осуществления настоящего изобретения, иллюстрируя инновационный ввод 30. Ввод 30 может представлять собой ввод, как описано выше, или любой другой высоковольтный ввод. Высоковольтный проводник 31 размещается внутри ввода 30. Согласно изобретению высоковольтный проводник 31 ввода 30 обеспечивается с одним или несколькими каналами 32 для подвода охлаждающей жидкости, в настоящем примере охлаждающей воды, что более подробно описывается со ссылкой на фиг.4 и 5.3 schematically illustrates an embodiment of the present invention, illustrating an innovative input 30. Input 30 may be an input, as described above, or any other high voltage input. The high-voltage conductor 31 is housed inside the inlet 30. According to the invention, the high-voltage conductor 31 of the inlet 30 is provided with one or more channels 32 for supplying coolant, in the present example of cooling water, which is described in more detail with reference to FIGS. 4 and 5.

В нижеследующем система охлаждения вентиля HVDC используется для иллюстрации настоящего изобретения. Обычно вентили HVDC охлаждаются деионизированной водой, циркулируемой в системе с замкнутым контуром. Тепло передается вторичному контуру, который может охлаждаться в наружных охладителях. Настоящее изобретение может быть реализовано в соединении с вентилем HVDC, который использует деионизированную воду в качестве охлаждающей среды. Средство охлаждения для охлаждения вентиля HVDC может также использоваться для охлаждения ввода.In the following, an HVDC valve cooling system is used to illustrate the present invention. Typically, HVDC valves are cooled with deionized water circulated in a closed loop system. Heat is transferred to the secondary circuit, which can be cooled in external coolers. The present invention can be implemented in conjunction with an HVDC valve that uses deionized water as a cooling medium. The cooling means for cooling the HVDC valve can also be used to cool the input.

На фиг.3 вентиль HVDC схематически изображается и указывается позицией 34. Трубы для воды системы охлаждения вентиля 34 HVDC указываются позицией 39. Стрелки I и II указывают направление охлаждающей воды (или другой жидкости). В частности, в I охлаждающая вода от вентиля 34 HVDC направляется в ввод 30, и в II слегка нагретая охлаждающая вода возвращается в систему охлаждения вентиля HVDC. Как известно в области техники, система охлаждения вентиля 34 HVDC может дополнительно содержать деионизатор, насос, теплообменник и т.д. Такие составляющие системы охлаждения схематически указываются позицией 40.3, the HVDC valve is schematically shown and indicated by 34. The water pipes of the cooling system of the HVDC valve 34 are indicated by 39. Arrows I and II indicate the direction of cooling water (or other liquid). In particular, in I, cooling water from the HVDC valve 34 is directed to the inlet 30, and in II, slightly heated cooling water is returned to the cooling system of the HVDC valve. As is known in the art, the cooling system of a 34 HVDC valve may further comprise a deionizer, pump, heat exchanger, etc. Such components of the cooling system are schematically indicated at 40.

Охлаждающая жидкость вентиля 34 HVDC может быть с таким же или другим электрическим потенциалом, что и проводник 31 ввода 30. Согласно изобретению только доля воды, используемой для охлаждения вентиля 34 HVDC, используется для охлаждения ввода 30. Например, доля воды может составлять от 1/5000 до 1/500, хотя может требоваться большее или меньшее количество воды в зависимости от конкретного применения.The cooling fluid of the HVDC valve 34 may be of the same or different electrical potential as the input conductor 31. According to the invention, only the proportion of water used to cool the HVDC valve 34 is used to cool the inlet 30. For example, the proportion of water may be from 1 / 5000 to 1/500, although more or less water may be required depending on the particular application.

В другом варианте осуществления изобретения, средство внешнего охлаждения представляет собой отдельную систему охлаждения, т.е. не систему охлаждения HVDC. Однако может использоваться система охлаждения, подобная системе охлаждения вентиля HVDC. Т.е. среда охлаждения может представлять собой циркулирующую систему с замкнутым контуром, причем система, однако, представляет собой отдельную систему для охлаждения ввода.In another embodiment, the external cooling means is a separate cooling system, i.e. not an HVDC cooling system. However, a cooling system similar to the HVDC valve cooling system may be used. Those. the cooling medium may be a closed loop circulating system, the system, however, being a separate system for cooling the inlet.

Фиг.4 иллюстрирует проводник 31 по фиг.3 в вводе 30. Позиция 35 указывает заземленный кожух, например бак трансформатора или стенку. Позиция 36 указывает соединительное средство для соединения ввода 30 с герметизированным электротехническим устройством, например, с внутренними компонентами трансформатора. Позиция 37 указывает соединение, например, с электрической сетью высокого напряжения. Ввод 30, таким образом, может служить для соединения герметизированной электротехнической установки с электрической сетью высокого напряжения, хотя возможны другие применения. Под позицией 32 показано инновационное средство жидкостного охлаждения, и двунаправленная стрелка в верхней части ввода 30 указывает протекающую охлаждающую жидкость.FIG. 4 illustrates the conductor 31 of FIG. 3 in the inlet 30. Reference numeral 35 indicates a grounded enclosure, such as a transformer tank or wall. Reference numeral 36 indicates a connecting means for connecting the input 30 to a sealed electrical device, for example, with the internal components of the transformer. Reference numeral 37 indicates a connection, for example, to a high voltage electrical network. Input 30 can thus be used to connect a sealed electrical installation to a high voltage electrical network, although other applications are possible. Under 32, an innovative liquid cooling means is shown, and a bi-directional arrow at the top of the inlet 30 indicates a leaking coolant.

Фиг.5 более подробно иллюстрирует проводник 31 высоковольтного ввода 30 и инновационные охлаждающие проходы. Один или несколько охлаждающих проходов 32 обеспечиваются выполненными за одно целое с проводником 31. Труба 38 для воды, предпочтительно, обеспечивается в охлаждающем проходе 32. Охлаждающая вода затем может направляться по трубе 38 для воды, делая возможным поступление воды в трубу 38 для воды и вывод вне трубы 38 для воды. Т.е. труба 38 для воды предназначена для того, чтобы направлять охлаждающую воду в одном направлении в трубе 38 для воды, и вода затем направляется через каналы 32а, 32b, созданные между внешней стороной трубы 38 для воды и внутренней частью охлаждающего прохода 32.Figure 5 illustrates in more detail the conductor 31 of the high voltage input 30 and innovative cooling passages. One or more cooling passages 32 are provided integrally with conductor 31. Water pipe 38 is preferably provided in cooling passage 32. Cooling water can then be guided through water pipe 38, making it possible for water to enter and exit water pipe 38 outside pipe 38 for water. Those. the water pipe 38 is designed to direct cooling water in one direction in the water pipe 38, and the water is then directed through channels 32a, 32b created between the outside of the water pipe 38 and the inside of the cooling passage 32.

Полая внутренняя часть проводника 31, размещающая охлаждающий проход 32, предпочтительно, не представляет собой сквозное отверстие, таким образом снижая опасность перемещения воды в электротехнические устройства, такие как трансформатор. Один или несколько каналов 32а, 32b охлаждающей воды соединены с системой охлаждения для охлаждения вентилей HVDC.The hollow interior of the conductor 31 accommodating the cooling passage 32 is preferably not a through hole, thereby reducing the risk of water moving into electrical devices such as a transformer. One or more cooling water channels 32a, 32b are connected to a cooling system for cooling HVDC valves.

Согласно одному варианту осуществления изобретения температура проводника 31 поддерживается, примерно, в диапазоне от 40°С до 80°С, предпочтительно около 60°С. Понятно, что температура также может контролироваться и поддерживаться на других значениях температуры.According to one embodiment of the invention, the temperature of the conductor 31 is maintained in the range of about 40 ° C to 80 ° C, preferably about 60 ° C. It is understood that the temperature can also be controlled and maintained at other temperatures.

Необходимо заметить, что следует внимательно конструировать и осуществлять настоящее изобретение, чтобы предотвратить перемещение охлаждающей воды в трансформатор или другое чувствительное оборудование. В варианте осуществления изобретения, высоковольтный проводник 31 обеспечивается с крышкой, приваренной на его торце. Сварка обеспечивает постоянное соединение, которое, например, может быть протестировано под давлением, что позволит выполнить обнаружение утечек.It should be noted that the present invention should be carefully designed and implemented in order to prevent the movement of cooling water into a transformer or other sensitive equipment. In an embodiment of the invention, the high voltage conductor 31 is provided with a cap welded at its end. Welding provides a permanent connection, which, for example, can be tested under pressure to allow leak detection.

Понятно, что могут использоваться другие уплотнения, непроницаемые для воды, как и могут использоваться другие средства крепления таких уплотнений. Фиг.6 иллюстрирует вентильный участок HVDC и схематически показывает, как настоящее изобретение легко может быть реализовано при таком применении. Преобразовательные трансформаторы HVDC соединяются с вентилем HVDC при помощи ввода преобразовательного трансформатора. Обычно преобразовательный трансформатор располагается непосредственно вне вентильного участка HVDC, причем его вводы проходят в вентильный участок. Верхняя часть ввода тогда непосредственно соединяется с вентилем HVDC. Стрелка II указывает электрическое соединение и подключение охлаждающей воды. Стрелка IV указывает один из нескольких вентилей HVDC на вентильном участке.It will be appreciated that other seals that are impervious to water may be used, just as other means of securing such seals may be used. 6 illustrates a valve portion of an HVDC and schematically shows how the present invention can easily be implemented in such an application. HVDC converter transformers are connected to the HVDC valve via a converter transformer input. Typically, the converter transformer is located directly outside the HVDC valve section, with its bushings passing into the valve section. The top of the input then directly connects to the HVDC valve. Arrow II indicates the electrical connection and the cooling water connection. Arrow IV indicates one of several HVDC valves in the valve section.

Как указано ранее, охлаждающая жидкость системы внешнего охлаждения может быть при таком же или другом электрическом потенциале, что и проводник 31 ввода 30. Необходимо, однако, рассматривать нежелательные токи, которые могут возникать из-за разности электрических потенциалов ввода и охлаждающей жидкости. Система охлаждения, например, может обеспечиваться электродами для отвода таких нежелательных токов.As indicated earlier, the coolant of the external cooling system can be at the same or different electric potential as the lead-in conductor 31. It is necessary, however, to consider undesirable currents that may occur due to the difference in the electric potentials of the lead-in and coolant. A cooling system, for example, may be provided with electrodes to divert such undesirable currents.

Обладающий признаками изобретения вариант охлаждения вводов посредством использования уже существующей и используемой охлаждающей воды позволяет получить эффективное по затратам и надежное охлаждение. Посредством изобретения конструкция ввода существенно упрощается, так как температура проводника и изоляционного материала ввода поддерживается под контролем. Для более высоких напряжений, например, 800 кВ DC, ввод известного уровня техники стал бы очень большим, чтобы выдерживать, например, 4000 А. Обладающее признаками изобретения охлаждение ввода дает меньший диаметр проводника и, таким образом, уменьшенные размеры всего ввода.Having the features of the invention, the option of cooling the bushings by using the already existing and used cooling water makes it possible to obtain cost-effective and reliable cooling. Through the invention, the design of the input is greatly simplified, since the temperature of the conductor and the insulating material of the input is maintained under control. For higher voltages, for example 800 kV DC, the prior art input would become very large to withstand, for example, 4000 A. The inlet cooling provided by the features of the invention gives a smaller conductor diameter and thus reduced dimensions of the entire input.

Кроме того, соответствующее охлаждение вводов осуществляется даже для уровней больших токов и высокого напряжения, например, в диапазоне от 500 кВ DC до 800 кВ DC и, дополнительно, до очень высоких уровней напряжения.In addition, corresponding cooling of the bushings is carried out even for high current and high voltage levels, for example, in the range from 500 kV DC to 800 kV DC and, in addition, to very high voltage levels.

Настоящее изобретение применимо, например, для вводов преобразовательного трансформатора, вводов для прохода через стену вентильного участка и вводов внутреннего сглаживающего реактора.The present invention is applicable, for example, to bushings of a converter transformer, bushings for passing through a wall of a valve portion and bushings of an internal smoothing reactor.

В предшествующем подробном описании изобретение описывается со ссылкой на его конкретные примерные варианты осуществления. Различные модификации и изменения могут быть сделаны в нем без отступления от объема изобретения, как изложено в формуле изобретения. Описание изобретения и чертежи, следовательно, должны рассматриваться в иллюстративном, а не в ограничительном смысле. Таким образом, хотя вода была описана в качестве предпочтительной охлаждающей жидкости, ее возможной альтернативой является масло.In the foregoing detailed description, the invention is described with reference to its specific exemplary embodiments. Various modifications and changes may be made therein without departing from the scope of the invention, as set forth in the claims. The description of the invention and the drawings, therefore, should be considered in an illustrative and not in a limiting sense. Thus, although water has been described as the preferred coolant, oil is a possible alternative.

Claims

1. A high voltage input (30) comprising an insulating body (12) surrounding an electrical conductor (31) electrically connected to a high voltage device (34), characterized in that said electrical conductor (31) of said high voltage input (30) is connected to external liquid cooling system.

2. The high voltage input (30) according to claim 1, wherein said electrical conductor (31) comprises a cooling passage (32).

3. The high-voltage input (30) according to claim 2, wherein said cooling passage (32) comprises at least two separate channels (32a, 32b) that are fluidly connected to each other at least at one point and are intended for receiving a circulating coolant with a high electric potential from said external liquid cooling system through said electric conductor (31).

4. The high-voltage input (30) according to claim 3, wherein said cooling passage (32) is integral with said electric conductor (31) of said high-voltage input (30).

5. The high voltage input (30) according to claim 1, wherein said external cooling system is a liquid cooling system (39, 40) of an HVDC valve (34).

6. The high-voltage input (30) according to claim 4, wherein said external cooling system is a liquid cooling system (39, 40) of an HVDC valve (34).

7. The high voltage input according to claim 1, wherein said high voltage input (30) comprises means for transmitting high voltage and current from a liquid-cooled valve (34) HVDC.

8. The high-voltage input according to claim 6, wherein said high-voltage input (30) comprises means for transmitting high voltage and current from a liquid-cooled valve (34) HVDC.

9. The high-voltage input according to claim 5, in which the proportion of coolant of said HVDC valve cooling system (39, 40) is used to cool said high-voltage input (30).

10. The high-voltage input according to claim 7, in which the proportion of coolant of said HVDC valve cooling system (39, 40) is used to cool said high-voltage input (30).

11. The high-voltage input according to claim 5, wherein said high-voltage input (30) is connected to said liquid cooling system (39, 40) of said HVDC valve (34) via said one or more liquid channels (32a, 33b).

12. The high-voltage input according to claim 7, wherein said high-voltage input (30) is connected to said liquid cooling system (39, 40) of said HVDC valve (34) via said one or more liquid channels (32a, 33b).

13. The high voltage inlet (30) according to claim 2, wherein said cooling passage (32) of said electrical conductor (31) comprises a fluid pipe (38) for guiding the cooling liquid.

14. The high voltage input according to claim 1, wherein said high voltage input (30) is designed to transmit high voltage and current through at least one grounded plane (35) to the transformer.

15. The high voltage input according to claim 1, wherein said electrical conductor (31) is provided with a liquid tight seal at its upper end.

16. The high voltage device of Claim 15, wherein said seal is welded to said end.

17. The high voltage input according to claim 1, in which the temperature of said electrical conductor (31) is maintained in the range from 40 to 80 ° C.

18. The high voltage input according to any one of claims 1 to 17, in which the liquid is water.

19. A method of cooling a high voltage input (30) comprising an insulating body (12) surrounding an electrical conductor (31) electrically connected to a high voltage device (34), characterized in that it comprises the step of cooling said high voltage input (30) by connecting said electrical a conductor (31) of said high voltage input (30) with an external liquid cooling system.

20. The method according to claim 19, wherein said electrical conductor (31) comprises a cooling passage (32) having at least two separate channels (32a, 32b) that are fluidly connected to each other in at least one a point, said method comprising the step of receiving circulating coolant through said electric conductor (31) into said channels (32a, 32b).

21. The method according to claim 19, in which the temperature of said electrical conductor (31) is maintained in the range from 40 to 80 ° C.

22. The method according to claim 20, in which the temperature of said electrical conductor (31) is maintained in the range from 40 to 80 ° C.

23. The method according to claim 19, in which the coolant fraction of said external cooling system is used to cool said high-voltage input (30).

24. The method according to claim 20, in which the coolant fraction of said external cooling system is used to cool said high-voltage input (30).

25. The method according to any one of claims 19-24, wherein said liquid is water.