[发明专利]一种基于电压源变流器的柔性直流输电换流阀阀塔

说明书

 

技术领域

本发明涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种基于电压源变流器的柔性直流输电换流阀阀塔。

背景技术

随着经济的增长及人民生活水平的不断提高，我国对电能的需求越来越高，而我国能源及电力储备分布不均，因此如何高效解决电力资源输送问题是目前电力电子技术领域的一大热点和难点。目前最常用的是交流输电技术，但由于存在导线的电阻损耗及交流感抗的损耗，当线路过长时，输送的电能就会全部消耗在输电线路上，因此交流输电不能做太远距离输电，大力研究、发展直流输电技术已成为必须。

直流输电技术常用的是晶闸管换流阀，阀塔一般常用悬吊式或立式结构。悬吊式阀塔整体采用了柔性连接方式，主要为悬吊绝缘子与旋转铰接连接，阀层之间存在相对晃动现象，且由于悬吊绝缘子只能承受纵向拉力，无法承受剪切力，因此存在水平方向的自由度，因此阀塔整体运行稳定性及抗震能力下降。立式结构换流阀阀塔在大功率高压直流输电中应用时，阀塔整体组件需大大增加，但结构有所限制，存在诸多设计困难，同时对换流阀阀厅结构要求大大提高，现场安装实施也较为不便。同时，该类型的阀塔，需对不同的阀层采取整体屏蔽措施，一定程度上将影响阀塔的散热效果，设计中，电气性能、机械性能等很难同时满足，且结构过于紧凑，给安装及检修工作带来了诸多不便。

发明内容

为了克服上述常规晶闸管换流阀的不足之处，本发明提供了一种电压源变流器的柔性直流输电换流阀阀塔。

本发明所采用的技术方案是：

一种基于电压源变流器的柔性直流输电换流阀阀塔，该阀塔采用立式结构，整体支撑于地面；阀塔包括至少一个阀层，每个所述阀层上下排列，配置独立的配水管路；每个所述阀层中包括至少一个阀段，所述每个阀层中的所述阀段一字排列，所述每个阀段中包括若干个柔性直流输电变流器用来完成电压转换，所述阀塔中的所有所述变流器串联。

进一步地，该阀塔还包括电能传输系统，用于将交流电送入所述阀塔的每个所述换流器，并将所述每个变流器转换后的直流电送出所述阀塔。

进一步地，电能传输系统包括：管母线或软导线、所述管母线或软导线上的交流进线端、直流出线端；所述管母线或软导线定位在所述阀段的框架上，根据所述阀层逐层安装；交流电由所述交流进线端输入，由下而上，逐一串联各个所述变流器后由所述直流出线端输出，或将该交流进线端与该直流出线端位置互换，采用由上而下的布置方式。

进一步地，该阀塔还包括配水管路，用于散热，包括阀段水管、支路水管、主水管；所述阀段水管上开设出水支路，通过所述支路水管连接至所述变流器的散热元件；配水时由下而上，经所述主水管分配至所述各阀层的所述阀段水管内，形成循环；所述主水管根据设计电压等级采用S形或一字形结构，与所述阀段水管采用法兰连接，端面密封；同阀层不同阀段的水管间采用法兰或由任接头连接，端面密封或“O”形密封圈密封。

进一步地，该阀塔还包括信号传输系统，用于传输控制信号，包括信号传输槽与信号传输线；所述阀塔两侧布置所述信号传输槽；所述阀层间的信号传输线槽分别布置在绝缘支架上；所述信号传输线由下而上敷设，经所述信号传输槽分配至各所述阀层阀段内。

进一步地，所述配水管路和/或所述信号传输槽，采用工程塑料；配水主管路和/或所述信号传输槽采用S形或一字型结构。

进一步地，该阀塔还包括屏蔽罩，通过安装支架及螺栓固定在不同所述阀段两端和/或所述阀段之间。

进一步地，所述的变流器是多电平变流器、混合多电平变流器，或者两电平级联型变流器等电压源型变流器。

进一步地，阀塔整体通过支撑绝缘子支撑于地面；相邻所述阀层之间支撑绝缘子相连，外部通过斜拉绝缘子相连；所述阀段之间，使用斜拉绝缘子相连。

进一步地，该阀段底部还包括绝缘横梁，与阀段框架相连，所述变流器通过导轨安装在所述绝缘横梁之上。

本发明所提供的阀塔，结构更为灵活，方便运输及工程现场装配，同时方便不同容量的实施；电气性能较为稳定；有效提高了换流阀的电气及机械性能。

 

附图说明

图1为本发明阀塔的前视示意图。

图2为本发明阀塔的右视图。

图3为本发明阀塔的后视简化示意图。

具体实施方式