[实用新型]多塔悬吊式高压直流滤波电容器装置

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及高压直流输电技术领域，具体涉及一种用于超高压直流输电和特高压直流输电用的多塔悬吊式高压直流滤波电容器装置。

(二)背景技术

在电力系统，特别是超/特高压直流输电系统中，为了滤除系统直流侧的交流谐波分量，需要使用大量的直流滤波电容器装置。多个电容器经过一定的串并联接后，直接接到±500kV甚至±1000kV的直流母线上。这些电容器装置都需要采用分级绝缘，也就是每层电容器之间、电容器和地之间必须用绝缘子隔开。由于电容器具有“隔直流、通交流”的特点，所以在电容器组中，直流电压按电阻分布。这就要求直流场中绝缘子的爬电比距较大。试验表明，直流场绝缘子的爬电比距要求至少达到41mm/kV(复合绝缘子)或54mm/kV(瓷质绝缘子)以上，甚至达到50mm/kV(复合绝缘子)或68mm/kV(瓷质绝缘子)以上。因此±1000kV悬吊式多层电容器塔架的高度达到52m左右，单个塔架重量达到50至70吨。这给电容器塔的抗震带来极大的困难。目前采用支架式电容器装置已经难以实现这么高的抗震要求。因此对于±1000kV特高压直流输电用直流滤波电容器装置采用悬吊式多层电容器塔架，可以满足抗震的要求，且安全裕度大，在运行过程中安全可靠性高。

目前，国产的直流滤波电容器的主要结构方式有：1)单塔支架式结构。就是将电容器安装在一个架子上，经多层分级绝缘直接接到超/特高压直流母线上。这种结构方式的优点是简单易实施，技术也很成熟，是目前直流滤波电容器装置的主导结构方式。缺点是适用电压只能在±660kV及以下，而且单组容量不能太大；2)单塔悬吊式结构。就是将电容器安装在一个悬吊的架子上，经多层分级绝缘直接接到超/特高压直流母线上。这种结构方式的优点是避免了抗震问题，技术也很成熟。缺点是检修困难，而且单组容量不能做得太大。

申请号为2010206673233的实用新型专利申请“多塔高压直流滤波电容装置”，由3～5个电容器塔相互连接，构成多塔支架结构。多个塔在顶部连接在一起，使原来相互独立的塔形成相互支撑的整体，减轻了单塔的受力载荷；重心更加稳定，抗震性能大大提高。但因其只依靠电容器塔的支撑，最多只能适用于±800kV超高压直流输电用直流滤波电容器装置，而难以满足±1000kV特高压直流输电用直流滤波电容器装置的要求。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种多塔悬吊式高压直流滤波电容器装置，由3～5个电容器塔相互连接，且还有同样数量的支撑塔，相邻的支撑塔的塔顶有相互连接的横梁，各电容器塔的台架悬吊于支撑塔的横梁上，构成多塔悬吊式结构，提高电容器装置的稳定性和可靠性。

本实用新型设计的多塔悬吊式高压直流滤波电容器装置，包括3～5个电容器塔，各电容器塔的顶部台架经顶部构件相互连接，3～5个电容器塔连接成为一个整体结构；每个电容器塔包括15层～50层台架，每层台架上有多台电容器单元；还包括与电容器塔数量相同的支撑塔，各支撑塔顶部有刚性横梁相互连接，各电容器塔的顶层台架经顶部悬式绝缘子悬吊于支撑塔的横梁，每层台架之间有层间悬式绝缘子连接，底层台架与地基之间有底部悬式绝缘子连接。且在顶层台架与塔顶的顶部构件之间有顶部支柱绝缘子连接，各电容器塔的底部台架经底部构件相互连接，台架和底部构件之间经横向支柱绝缘子连接。各底部构件与地基之间有底部支柱绝缘子支承。

各电容器塔上的电容器单元一次接线为“H”型接线或者为II型接线。所述“H”型接线即为各电容器单元连接为四个电容臂组成的电桥，每个电桥的中间电位附近连接有电流互感器，组成桥差不平衡电流保护电路；所述II型接线即为各电容器单元接为2个电容臂、低压端接电流互感器，2臂并联组成横差不平衡电流保护电路。

所述电容器塔上的电容器单元一次接线为“H”型接线，在每个塔架第7层～第35层引出不平衡电流接电流互感器。

或者，所述电容器塔上的电容器单元一次接线为II型接线，在每个塔架底层引出不平衡电流接电流互感器。

本方案中，每塔的每层台架上有4台～32台电容器单元，每层的电容器单元串联为2串～8串。

连接各电容器塔的顶部台架的顶部构件为高压管母线，连接各电容器塔的底部台架的底部构件为低压管母线，低压管母线与底部台架之间接有横向支柱绝缘子。

每塔电压在252kV以上的上部台架层、每层或隔1～3层装设均压环。