[发明专利]柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接方法及连接结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接方法及连接结构，适用于柔性直流输电换流站。属于柔性直流输电技术领域。

背景技术

基于电压源换流器的柔性直流输电技术是第三代直流技术，其第一个试验工程于1997年在瑞典投运，随后得到了迅速发展。ABB公司将该技术命名为“轻型直流(HVDC-Light)”，西门子公司将其命名为“新型直流(HVDC-Plus)”。而在国内，一般将其命名为“柔性直流(HVDC-Flexible)”。

柔性直流相对常规传统直流，最大的不同之处在于使用了全控型开关器件、电压源换流器和PWM调制技术。它可以实现有功功率和无功功率独立控制并不需无功补偿装置；不需要电网短路电流的支撑而独立换相；在潮流反转时只需改变电流方向而无需调整电压极性；可以实现近似正弦的交流输出波形而无需大容量滤波器。这些优点使得柔性直流输电技术的应用前景越来越广阔，随着全控型功率器件等技术水平的提高，柔性直流输电已经在一定范围内取代了常规直流。

现有的柔性直流换流站，阀电抗器与换流器的连接通常采用穿墙套管(如图8所示)，穿墙套管实现交流侧的阀电抗器与阀厅内的换流器的连接。由于交流侧接至阀电抗器的相序为ABC或CBA，交流侧若不采取相关处理措施，则阀电抗器连接至换流器侧的相序为A’A”B’B”C’C”或C’C”B’B”A’A”，而换流器侧的相序要求为A’B’C’A”B”C”或C”B”A”C’B’A’，二者相序不匹配，需要考虑相关的相序变换措施。因此，为了满足接线要求，便于换流器上、下桥臂汇接，引出换流器正、负极，需要在交流侧设置过渡母线来实现阀电抗器侧的相序变换(如图8所示)。现有的这种连接方式存在如下缺点：(1)为了实现阀电抗器侧的相序变换，需设置过渡母线，工程投资高。(2)过渡母线体积庞大，占地面积大。(3)运行维护工作量大。(4)灵活适应性差，尤其是针对多层全户内柔性直流换流站。

发明内容

本发明的目的之一，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接方法。

本发明的目的之二，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供一种柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接结构。

本发明的目的之一可以通过采取如下技术方案达到：

柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接方法，其特征在于：采用气体绝缘金属封闭输电线路结构GIL将交流侧的阀电抗器和阀厅内的换流器连接起来，利用气体绝缘金属封闭输电线路结构GIL自身的管路变化，将交流侧阀电抗器的相序转变为与阀厅内的换流器的相序要求相一致，实现交流侧与直流侧的相序相匹配，以省略交流侧的过渡母线结构。

本发明的目的之一还可以通过采取如下技术方案达到：

进一步地，GIL出线套管的布置根据阀电抗器、换流器的布置要求灵活调整，则交流侧阀电抗器按照上、下桥臂平行双列布置。

进一步地，柔性直流输电的换流站按户内多层布置设计，全站按照电气功能划分为110kV交流配电装置区域、连接变压器区域、启动回路及阀电抗器区域、阀厅区域和直流场区域；其中，110kV交流配电装置区域、连接变压器区域、启动回路及阀电抗器区域位于交直流配电装置楼的一层，阀厅和直流场布置于交直流配电装置楼的二层，阀电抗器与换流器的连接采用GIL，利用GIL实现位于一层阀电抗器与位于二层的换流器的连接，且利用GIL设备自身来实现二者相序连接的一致。

本发明的目的之二可以通过采取如下技术方案达到：

柔性直流输电中阀电抗器与电压源换流器的连接结构，包括交流侧的阀电抗器和阀厅内的换流器，其结构特点在于：在交流侧的阀电抗器和阀厅内的换流器的连接处设置气体绝缘金属封闭输电线路结构GIL，所述气体绝缘金属封闭输电线路结构GIL为SF6GIL，具有如下结构特点：

其分段组装和试验在工厂内完成，最大段长18米，弯管段在厂内预组装，其弯折角为79°至179°，用来改变线路走向以减少布线总长，GIL还有预组装的T型管段，便于连接分支回路及其他系统元件，包括SF6避雷器及电压互感器；

每一相GIL，由接地铝合金导体组成，外壳与导体同心布置，导体支架为环氧树脂绝缘子；

GIL管道母线输电回路，由三条并联的离相管道母线组成，输电导体与外壳为同心结构，输电回路的每一相各由接地合金铝外壳和内置管状合金铝导体组成，导电支架为实心绝缘子，管壳内填充SF6气体，保护导体与外壳的电气绝缘；