SE457044B - Likriktarstation med liten landyta - Google Patents

Description

457 044 10 15 20 25 30 35 2 : spänningsöverföring,men blir trots allt fortfarande stor.

Som en lösning på detta problem är det möjligt att gasisolera stationens omkopplingsanordningar, så att de blir mer kompakta, vilket därigenom reducerar den nöd- vändiga markytan för stationen.

Reducering av omkopplingsanordningarnas storlek bi- drar emellertid ej i någon högre grad till reducering av hela stationens storlek.

Ett arrangemang av utrustning baserat på användning av luftisolation, såsom användes vid en tidigare känd : likriktarstation av 10000 M-typ kommer nu att beskrivas under hänvisning till fig l och 2.

Fig l visar ett enfasschema över en tidigare känd lik- riktarstation. Kretsbrytare 121-l2¿ är anordnade i ett dub- be1/fyrabusskopplingssystem till AC-sidobussar 101 och 102. de i AC-sidobussarna 101 resp 102 och bussarna 101 och De första och andra brytarna 121 och 122 är anordna- 102 är förbundna med varandra via de tredje och fjärde brytarna 123 och 124. Frânskiljare 140 och 160 är anord- nade på ömse sidor om den tredje brytaren 123. Frånskil- jare 1419 och 1619 är på 1iknande'sätt anordnade på ömse sidor om den fjärde brytaren 124.

Bussarna 101 och 102 är anslutna till en icke visad AC-transmissionsledning via ett första kabelhuvud 201 via en frânskiljare 221, en brytare 241 och frânskiljare 142 och 162. På motsvarande sätt är bussarna 101 och 102 an- slutna till den ovan beskrivna AC-transmissionsledningen via andra till fjärde kabelhuvuden 202-204 via en från- skiljare 222,en brytare 242 och frânskiljare 146 och_l66, via en frånskiljare 223, en brytare 243 och frånskiljare 1413 tare 244 och frånskiljare 1417 och 1617.

En första fasmodifierare 261 är kopplad till bussarna 101 och 102 via en brytare 281 och frånskiljare 141 och och 1613 respektive via en frânskiljare 224, en bry- 161 och en andra fasmodifíerare 262 är kopplad till bussarna 101 och 102 via en brytare 282 samt en frånskil- jare 1418 och 1618.

En första omformare 301 innefattar tyristorventiler 10 15 20 25 30 35 457 044 3 321-324.-Ventilerna 321 och 322 bildar ett högspännings- steg 341 medan ventilerna 323 och 324 bildar ett lågspän- ningssteg 342. Högspänningssteget 341 är anslutet till utgången från en första omformaretransformator 361 och lågspänningssteget 342 är anslutet till utgången från en andra omformaretransformator 362. De första och andra omformaretransformatorerna361 och 362 ingångar är gemen- samt anslutna till bussarna 101 och 102 via en brytare 381 och frånskiljare 143 och 163.

En andra omformare 302 innefattar tyristorventiler 325-328 och har ett negativt lågspänningssteg 343 och ett negativt högspänningssteg 344. Det negativa lågspän- ningssteget 343 och det negativa högspänningssteget 344 är anslutna till utgångarna från tredje respektive fjärde omformaretransformatorer 363 och 364. De tredje och fjärde omformaretransformatorernas 363 och 364 ingångar är gemen- samt anslutna till bussarna 101 och 102 via en brytare 38 och frånskiljare 145 och 165.

Ett AC-filter 401 är anslutet till bussarna 101 och 102 via en brytare 383 och frånskiljare 144 och 164.

Tyristorventilens 321 katod är ansluten till positiva bussledningar 501 och 502 på DC-sidan via en första DC- reaktor 421, en brytare 441 och frånskiljare 461 och 481.

Tyristorventilens 328 anod är ansluten till negativa buss- 2 ledningar 561 och 562 på DC-sidan via en andra DC-reaktor 422, en brytare 442 och frånskiljare 521 och 541.

Tyristorventilens 324 anod är ansluten till tyristor- ventilens 325 katod via frånskiljare 581 och 601. En kopplingspunkt mellan frânskiljarna 581 och 601 är anslu- ten till en neutralledare N via en frånskiljare 621.

De första till fjärde omformaretransformatorerna 361- 364, de första och andra omformarna 301 och 302, de första och andra DC-reaktorerna 421 och 422 samt brytarna 441 och 442 bildar en första enhetsomformareanordning 641.

De andra till fjärde enhetsomformareanordningarnas 642-644 konstruktion är lika med den första omformarean- ordningens 641 konstruktion. Den andra omformareanordning- en 642 är ansluten till bussarna 101 och 102 via en bryta- 10 15 20 25 30 35 457 044 4 re 384 och frânskiljare 147 och 167, via en brytare 386 och frânskiljare 148 och 168 samt via en brytare 385 och frånskiljare 149 och 169. Den tredje omformaranordningen 643 är ansluten till bussarna 101 och 102 via en krets- brytare 387 och frånskiljare l4l0 och 1610, en brytare 389 och frånskiljare 1411 och 1611 samt en brytare 388 och frânskiljare 1412 och 1612. Den fjärde omformaran-- ordningen 644 är ansluten till bussarna 101 och 102 via en brytare 3810 och frånskiljare 1414 och 1614, en bry- tare 3812 samt frånskiljare 1415 och 1615 samt en bryta- re 3811 och frânskiljare 1416 och 1616.

Ett icke visat högspänningssteg i den andra enhets- omformaranordningen 642 är anslutet till de positiva bussledningarna 501 och S02 på DC-sidan via en brytare 443 och frånskiljare 463 och 483. Ett icke visat högspän- ningssteg för den tredje enhetsformaranordningen 643 är anslutet till dessa bussledningar via en brytare 445 och frånskiljare 465 och 485. Slutligen är ett icke visat högspänningssteg för den fjärde enhetsomformaranordningen 644 anslutet till bussledningarna via en brytare 447 och frånskiljare 466 och 486.

Till de negativa bussledningarna 561 och 562 på DC- sidan är anslutna ett icke visat, negativt högspännings- steg för den andra enhetsomformaranordningen 642 via en brytare 444 och frånskiljaren 522 och 542; ett icke visat negativt högspänningssteg för den tredje enhetsomformar- anordningen 643 via en brytare 446 och frånskiljare 524 och 544; samt ett icke visat, negativt högspänningssteg för den fjärde enhetsomformaranordningen 644 via en bry- tare 448 och frånskiljare 526 och 546.

DC-sidans positiva bussledningar 501 och 502 är vid ena änden anslutna till varandra via en brytare 58 och frånskiljare 467 och 487 samt innefattas i dubbelbuss- systemet. DC-sidans negativa bussledningar 561 och 562 är vid ena änden anslutna till varandra viaien brytare 60 och frânskiljare 520 och 540 samt innefattas i dubbelbuss- systemet.

DC-sidans positiva bussledningar 51 och 52 är anslutna 10 15 20 25 30 35 457 044 5 till en icke visad, positiv DC-transmissionsledning via ett första kabelhuvud 641 på DC-sidan via frånskiljare 462 och 482 samt en brytare 621 och via ett andra kabelhuvud 642 på DC-sidan via frånskiljare 464 och 484 samt en bry- tare 622. Neutralledaren N är ansluten till en icke visad, -neutral transmissionsledning via DC-sidans tredje och fjärde kabelhuvuden 643 och 644 via brytare 623 resp 624.

DC-sidans negativa bussledningar 561 och 562 är anslutna till en icke visad, negativ DC-transmissionsledning via ett femte kabelhuvud 645 på DC-sidan via frånskiljare 523 och 543 samt en brytare 625 och via ett sjätte kabel- huvud 646 på DC-sidan via frânskiljare 525 och 545 samt en brytare 626.

Ett första DC-filter 661 är insatt mellan DC-sidans första och tredje kabelhuvuden 641 resp 643. Ett andra DC-filter 662 är insatt mellan de sjätte och tredje ka- belhuvudena 646 och 643. Ett tredje DC-filter 663 är in- satt mellan DC-sidans andra och fjärde kabelhuvuden 642 och 644. Ett fjärde DC-filter 664 är inkopplat mellan DC-sidans femte och fjärde huvuden 645 och 64¿.

Frånskiljarna 221-224, brytarna 241-244, AC-sidans bussar 101 och 102, frånskiljarna 140-1419 och 160-1619, brytarna 381-3812, brytarna 281 och 282 samt brytarna 121-124 bildar en gasisolerad_omkopplingsanordning 68 på AC-sidan. DC-sidana positiva bussledningar 501 och 502, frånskiljare 461-467 och 481-487, DC-sidans nega- tiva bussledningar 561 och 562, frånskiljarna 520-560 och 540-546, brytarna 60 och 621-626 samt de första till fjärde DC-filtern 661-664 bildar en gasisolerad omkopp- lingsanordning 70 på DC-sidan.

Fig 2 visar schematiskt ett exempel på arrangemanget av den utrustning, som bildar den tidigare kända likrik- tarstationen, som visas i enfasdiagrammet i fig 1, en- ligt luftisolationssystemet. Samma hänvisningsbeteckning- ar som i fig l utnyttjas för motsvarande delar i fig 2.

Pig 2 visar en kylare 72, som leder bort värme, som alst- ras medelst omformartransformatorerna 36l-364 osv, för kylningsândamål. 457 044 3 6 När arrangemanget av utrustningen genomföres med hjälp av luftisolation, upptas en markyta av ca 770 m x 510 m = 392 700 m2, vllket framgår av fig 2.

Fig 2 visar även att ett större utrymme krävs för utbyte av utrustning, då tyristorventilerna 321-328 etc havererar.

Huvudändamålet med föreliggande uppfinning är därför '~ att åstadkomma en likriktarstation, som dels bibehåller 10 15 20 25 30 35 funktionsförmågan hos den tidigare kända likriktarsta- tionen, dels säkerställer det utrymme, som krävs för ut- byte av delar i händelse av en olycka, såsom havererade delar, och dels möjliggör en väsentlig reducering av den markyta, som stationen kräver.

Detta ändamål uppnås enligt uppfinningen med en lik- riktarstation, vars uppbyggnad och särdrag framgår av efterföljande patentkrav l.

Med arrangemanget av utrustningen i likriktarstatio- nen på det enligt föreliggande uppfinning visade sättet blir den kretslinje, som bildas av omformartransformato- rerna, ventilkonstruktionerna med positiv po1aritet/ven- tilkonstruktionerna med positiv polaritet/DC-reaktorerna/ och DC-brytarna, L-formad och den kretslinje, som bildas av omformartransformatorerna, ventilkonstruktionerna med ne- gativ polaritet/ventilkonstruktionerna med positiv pola- ritet/DC-reaktorerna/ och DC-brytarna, blir inverterat L-formad. Tack vare detta arrangemang kan det utrymme, som krävs vid en olycka (t ex utbyte av förstörd utrust- ning eller liknande) reduceras i hög grad jämfört med det utrymme, som krävs vid den tidigare kända stationen. Ef- tersom dessutom rörkablar (conduit cables) användes för ledningarna mellan AC- och DC-sidans omkopplingsanordning- ar och ventilkonstruktionerna med positiv och negativ po- laritet, kan det hittills nödvändiga utrymmet för dessa kablar även elimineras. Enligt föreliggande uppfinning kan markytan för likriktarstationen i hög grad reduceras.

Uppfinningen kommer att beskrivas närmare nedan med hjälp av ett utföringsexempel under hänvisning till med- följande ritningar. 10 15 20 25 30 35 457 044 7 Pig l visar ett enfasschema för en tidigare känd lik- riktarstation.

Pig 2 visar arrangemanget av utrustningen i den tidi- gare kända likriktarstationen enligt kretsen i fig l med utnyttjande av ett luftisolationssystem.

Fig 3 visar arrangemanget av utrustningen i en lik- riktarstation enligt föreliggande uppfinning.

Pig 3 visar arrangemanget av utrustningen i en lik- riktarstation enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, vilken utföringsform åstadkommits med utgångs- punkt från enfasdiagrammet för den tidigare kända likrik- tarstationen i fig 1. Sama hänvisningsbeteckningar har använts för motsvarande delar i de båda figurerna.

En ventilkonstruktion 741 med positiv polaritet inne- sluter den positiva sidans tyristorventiler 321-324 av luftisolationstyp. En ventilkonstruktion 742 med negativ polaritet innesluter den negativa sidans tyristorventi- ler 325-328 av luftisolationstyp. Lågspänningsstegets 342 och högspänningsstegets 341 tyristorventiler är se- riekopplade i ventilkonstruktionens 741 längdriktning.

Pâ liknande sätt är lågspänningsstegets 343 och högspän- ningsstegets 344 tyristorventiler seriekopplade i ventil- konstruktionens 742 längdriktning. Därför är lågspännings- stegen 342 och 343 samt högspänningsstegen 341 och 344 för ventilkonstruktionerna 741 och 742 anordnade mittemot varandra, vilket framgår av figuren. Den positiva sidans tyristorventiler 321-32¿ behöver endast skiljas fràn den negativa sidans tyristorventiler 325-328. Därför kan ventilkonstruktionen 741 med positiv polaritet, vilken innesluter den positiva sidans tyristorventiler 321-324, och ventilkonstruktionen 742 med negativ pola- ritet, vilken innesluter den negativa sidans tyristor- ventiler 325-328, vara förbundna med ett kopplingshus- parti eller dela en vägg, som separerar dem från var- andra för bildande av ett större hus. Även denna skilje- vägg kan undvaras. Uttag för DC-utgången för de tva tyristorgrupperna är anordnade vid de högra ändarna av ventilkonstruktionerna 741 och 742 i fig 3.

S 10 15 20 25 30 35 457 044 8 Omformaretransformatorerna 362 och 361 för ventilkon- struktionens 741 lågspänningssteg 342 respektive högspän- ningssteg 341 är anordnade längs ytterytan i ventilkon- struktionens 741 längdriktning. På liknande sätt är om- formaretransformatorerna 363 och 364 för ventilkonstruk- tionens 742 lâgspänningssteg 343 respektive högspännings- steg 344 anordnade längs ytterytan i ventilkonstruktio- nens 742 längdriktning.

Den till ventilkonstruktionens 741 högspänningssteg 341 anslutna DC-reaktorn 421 är ansluten till ventilkon- struktionens 741 högra sida. Brytaren 441 är anordnad till höger om DC-reaktorn 421. Ett kyltorn 761 för tyris- torventilerna 321-324 är anordnat i närheten ovanför brytaren 441.

Den till ventilkonstruktionens 742 högspänningssteg 344 anslutna DC-reaktorn 422 är anordnad till höger om ven- tilkonstruktionen 742. Brytaren 442 är anordnad till hö- ger om DC-reaktorn 422. Fig 3 visar även ett kyltorn 762 för tyristorventilerna 325-328, vilket är anordnat i när- heten under brytaren 442.

De parvis anordnade ventilkonstruktionerna 741 och 742, omformartransformatorerna 361-364, DC-reaktorerna 421 och 422, DC-brytarna 441 och 442 samt kyltornen 761 och 762 bildar en första enhetsomformaranordning 781.

Andra till fjärde enhetsomformaranordningar 782-784 är anordnade plant i figurens vertikalriktning. De andra till fjärde omformaranordningarna 782-784 har samma kon- struktion som den första enhetsomformaranordningen 781.

Antalet av dessa enhetsomformaranordningar kan varieras efter behov.

DC-sidans gasisolerade omkopplingsanordning 70 är anordnad till höger om och nära dessa omformaranordning- ar 781-784. C-sidans gasisolerade omkopplingsanordning 68 är anordnad till vänster om och nära dessa enhetsom- formaranordningar 781-784.

AC-filter 401 och 402 för de första och andra en- hetsomformaranordningarna 781 respektive 782 är anordnade i närheten av och ovanför AC-sidans gasísolerade omkopp- 10' 15 20 25 30 35 457 044 9 lingsanordning 68. Den första fasmodifieraren 261 är an- ordnad till vänster om och intill AC-filtren 401 och 402.

AC-filtren 403 och 404 för den tredje respektive fjärde enhetsomformaranordningen 783 och 784 är anordnade i när- heten av och under AC-sidans gasisolerade omkopplingsan- ordning 68. Den andra fasmodifieraren 262 är anordnad till vänster om och intill AC-filtren 403 och 404.

DC-utgångarna från de första till fjärde enhetsomr- formaranordningarna 781-784 är kopplade till DC-sidans gasisolerade omkopplingsanordning 70 via DC-sidans rörkablar 801 resp 808. De neutrala utgångarna från de första till fjärde omformaranordningarna 781-784 är kopp- lade till DC-sidans gasisolerade omkopplingsanordning 70 via neutralledarens rörkablar 821-824.

Omformartransformatorernas 361.... ingångar vid de första till fjärde enhetsomformaranordningarna 781-784 är kopplade till AC-sidans gasisolerade omkopplingsan- ordning 68 via AC-sidans rörkablêr 841-848.

Sammanfattningsvis är enligt denna utföringsform AC- och DC-omkopplingsanordningarna 68 och 70 gasisolerade för reducering av deras storlekar, och rörkablarna 801-808, 821-824 samt 841-848 användes för gruppen av bussar, så att utrymmet för upptagning av dessa kan re- duceras till ett minimum. _ Vidare är enligt denna utföringsform ventilkonstruk- tionen 741 med positiv polaritet och ventilkonstruktionen 742 med negativ polaritet så anordnade, att deras lång- sidor är vända mot varandra. Omformartransformatorerna 361-364 är anordnade i närheten av ventilkonstruktioner- nas 741 och 742 andra långsidor. DC-reaktorerna 421 och 422 är seriekopplade till höger om och nära ventilkon- struktionerna 741 och 742 i fig 3. DC-brytarna 441 och 442 är anordnade till höger om nära DC-reaktorerna 421 och 422. Således kan den kretslinje, som innefattar om- formartransformatorerna 361 och 362, ventilkonstruktionen 741, DC-reaktorn 421 och DC-brytaren 441, vara L-formad.

A andra sidan kan den kretslinje, som innefattar omformar- transformatorerna 363 och 364, ventilkonstruktionen 342, 10' 15 457 044 ï 10 DC-reaktorn 422 och DC-brytaren 442, ha inverterad L-form.

Detta arrangemang underlättar utbytet av förstörd utrust- ning vid ett olyckstillfälle och tillåter reducering av utrymet jämfört med arrangemanget av den tidigare kända stationen i fig 2. Den markyta, som.således krävs för lik- riktarstationen enligt denna utföringsform, som innefat- tar de första till fjärde enhetsomformaranordningarna 781- 784 i de ovan nämnda konstruktionerna, kan reduceras vä- sentligt jämfört med den markyta, som krävs för den tidi- gare kända likriktarstationen i fig 2.

Vad beträffar den markyta, som krävs för likriktar- stationen enligt denna utföringsform, är måtten ca 480 m på längden och ca 215 m på bredden (fig 3). Detta betyder att den markyta, som föreliggande utföringsform tar i an- språk, är ca 103 200 mg. Följaktligen har markytan reduce- rats till ca l/4 av den markyta (392 700 mz), som krävdes vid den tidigare kända likriktarstationen i fig 2.

VI

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 457 044 ll PATENTKRAV

1. l. Likriktarstation för elektrisk kraft, vilken station har dels en gasisolerad omkopplingsanordning (68) för AC-sidan, vilken anordning har första och andra lángsidor, som står mittemot varandra, och första och andra tvärriktade sidor, som står mittemot varandra, dels en gasisolerad omkopplingsanordning (70) för DC-sidan, vilken anordning har tredje och fjärde längsriktade sidor, som står mittemot varandra, och tredje och fjärde tvärriktade sidor, som står mittemot varandra, och vilken är anordnad mittemot AC-sidans omkopplingsanordning, varvid den tredje längsriktade sidan är vänd mot den andra längsriktade sidan på AC- sidans omkopplingsanordning, dels åtminstone en första grupp av halvledarströmställarelement, varvid varje grupp är innesluten i en första ventilkonstruktion (741) för positiv polaritet, vilken har femte och sjätte längs- riktade sidor, som står mittemot varandra, och femte och sjätte tvärriktade sidor, som står mittemot var- andra, dels åtminstone en andra grupp av halvledarström- ställarelement, som är kopplade till den första gruppen av halvledareströmställarelement, varvid varje grupp inneslutes i en andra ventilkonstruktion (742) för nega- tiv polaritet, vilken har sjunde och åttonde längsrik- tade sidor, som står mittemot varandra, och sjunde och åttonde tvärriktade sidor, som står mittemot varandra, k ä n n e t e c k n a d därav, att den första ventil- konstruktionen (741) är anordnad mellan omkopplingsan- ordningarna för AC- och DC-sidan med den femte tvärrik- tade sidan parallell med den andra längsriktade sidan hos AC-sidans omkopplingsanordning (68) och med den sjätte tvärriktade sidan parallell med den tredje längs- riktade sidan hos DC-sidans omkopplingsanordning (70); att den andra ventilkonstruktionen (742) är så anordnad, att den sjunde tvärriktade sidan är parallell med den andra längsriktade sidan hos AC-sidans omkopplingsanord- 10 lS 20 25 30 35 457 044 l2 ning, den åttonde tvärriktade sidan är parallell med den tredje längsriktade sidan hos DC-sidans omkopplings- anordning och den sjunde längsriktade sidan är vänd mot den sjätte längsriktade sidan hos den första ven- tilkonstruktionen; att första och andra omformartrans- formatorer (36) är kopplade till de första respektive andra grupperna av halvledarströmställarelement och anordnade mittemot de femte respektive åttonde längs- riktade sidorna hos de första respektive andra ventil- konstruktionerna; att första och andra DC-brytare (44) är kopplade till de första respektive andra grupperna av halv- ledarströmställarelement och anordnade mittemot de sjät- te respektive åttonde tvärriktade sidorna hos de första respektive andra ventilkonstruktionerna och mellan DC-si- dans omkopplingsanordning och nämnda par av första och and- ra ventilkonstruktioner; att första och andra DC-reaktorer (42) är kopplade mellan den första gruppen av halvle- darströmställarelement och den första DC-brytaren resp mellan nämnda andra grupp av halvledarströmställarele- ment och nämnda andra kretsbrytare, varvid den första DC-reaktorn är anordnad mellan den första ventilkonstruk- tionen och den första DC-brytaren och varvid den andra DC-reaktorn är anordnad mellan den andra ventilkonstruk- tionen och den andra kretsbrytaren; att första rörkablar (84) är anordnade att förbinda de första och andra ven- tilkonstruktionerna med AC-sidans omkopplingsanordning; och att andra rörkablar (80) är anordnade att koppla de första och andra ventilkonstruktionerna till DC-si- dans omkopplingsanordning.

2. Likriktarstation enligt krav l, k ä n,n e t e c k - n a d därav, att de första och andra grupperna av halv- ledarströmställarelement var och en har seriekopplingar för en högspänningsgrupp (341, 344) och en làgspännings- grupp (342, 343).

3. Likriktarstation enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av åtminstone ett AC-filter (40), som är anslutet till AC-sidans omkopplingsanordning och anordnat mitte- mot àtminstone en av de första och andra tvärriktade si- UI lO 457 044 13 dorna av AC-sidans omkopplingsanordning (68).

4. Likriktarstation enligt krav l, k ä n n e t e c k - n a d av åtminstone två kylanordningar (761, 762), som är väsentligen parallella med de sjätte och åttonde tvärriktade sidorna hos de första och andra ventilkon- struktionerna (74), varvid de första och andra DC-bry- tarna (44) är insatta mellan kylanordningarna.

5. Likriktarstation enligt krav 3, k ä n n e t e c k - n a d av fasmodifierare (26), som är anordnade i ut- bredningsriktningen för den första längsriktade sidan hos AC-sidans omkopplingsanordning (68), varvid åtmin- stone ett AC-filter (40) är insatt mellan fasmodifie- rarna och nämnda par av första och andra ventilkonstruk- tioner (74).