[发明专利]一种±1100kV直流换流阀

说明书

本发明公开一种±1100kV直流换流阀，包括顶部屏蔽罩、底部屏蔽罩和偶数个阀层,阀层从阀塔底部呈螺旋环形结构依次层叠环绕上升布置，阀塔四个侧面均有阀层组件，电气相邻的两个阀层垂直布局，阀层间通过连接件连接固定。此种直流换流阀结构可克服目前阀塔外型“瘦、高”所带来的一系列问题，提高抗震性能，优化布局。

技术领域

本发明属于高压直流输电领域，特别涉及一种用于±1100kV直流输电的晶闸管换流阀。

背景技术

随着交流输送容量的增大，线路距离的增长以及电网结构的复杂化，交流系统的稳定、限制短路电流、调压等问题日益突出。直流输电在大功率超高压远距离输电、电缆输电以及非同期联网等方面已显示出比交流更多的优点。晶闸管换流阀是整个高压直流输电系统的重要组成部分，是实现交直流转换的核心设备。而换流阀主要由晶闸管组件(包含晶闸管、散热器、阻容回路、触发设备)、电抗器、电气母排、冷却水路、结构件、屏蔽罩、光纤槽等组成。

晶闸管换流阀一般为多层塔式结构，安放于室内大厅。传统的阀塔结构普遍为左右两列阀塔组成，如图1展示的公开号CN105207498A的专利。也有少部分电压等级较低或者早期的采用单列阀塔的方案，如图2展示的公开号为CN105099222A的专利。它们共有的特点是：阀塔由多个结构、布局相同的阀层叠放而成，每个阀层包含若干个晶闸管组件和电抗器；相邻的阀层之间在电气上用铜排进行连接，在结构上通过绝缘拉杆或绝缘子连接；冷却回路主水管每个阀层都有独立的冷却回路且相互并联；检修人员通过阀塔内部自带的检修通道进行检修，或者从外部登高车进行检修。

这种阀塔结构的主要缺点是：一目前双列或单列的阀塔呈“瘦高”造型，高度较高，对阀厅的高度要求也较严格，会影响整个换流站阀厅的设计规划；高度较高也导致抗震性能要求较大，影响阀塔、阀厅设计制造成本；阀塔高度过高还影响着冷却水管路压力的均衡，还需要特别设计以减小压力差；

二是目前单列或双列阀塔的高度因上述因素受限后，导致其所能容纳的阀模块数量有限。一个特高压换流站的一个极一般需要高压端、低压端的A、B、C三相共六个双十二脉动换流阀(十二个单十二脉动阀塔)。若以二重阀塔的形式，一个极需要十二个阀塔。若以两个二重阀塔叠加成四重塔的形式，一个极只需要六个阀塔。这大大减少了换流站阀厅数量的要求，可以极大减小占地面积、建设成本。

三是目前主流的左右两列阀塔结构，有的方案两列阀塔中部不设检修通道，有检修通道的通道较为狭窄，上下阀层需要爬梯或者再次登入登高车不方便，携带工具或备件时无法快捷的进行阀塔维护、检修、组件更换等工作。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种±1100kV直流换流阀，其可克服目前阀塔外型“瘦、高”所带来的一系列问题，提高抗震性能，优化布局。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种±1100kV直流换流阀，包括顶部屏蔽罩、底部屏蔽罩和偶数个阀层,阀层从阀塔底部呈螺旋环形结构依次层叠环绕上升布置，阀塔四个侧面均有阀层组件，电气相邻的两个阀层垂直布局，阀层间通过连接件连接固定。

上述阀层水平呈“L”型布置，包括至少两个晶闸管组件和至少两台阀电抗器，阀层外侧设置侧面屏蔽罩；相邻两个“L”型阀层的首尾垂直错层相连，依次叠放，两个阀层环绕阀塔一周。

上述阀层水平呈“一”字型布置，包括至少一个晶闸管组件和至少一台阀电抗器，阀层外侧设置侧面屏蔽罩；相邻两个“一”型阀层，首尾垂直错层相连，呈阶梯状螺旋布置，四个阀层环绕阀塔一周。

上述阀层的侧面屏蔽罩至少分为两段独立的屏蔽罩。

上述连接件为绝缘拉杆或带伞群的绝缘子。

上述阀塔为悬吊式安装时，电气相邻的两个阀层之间采用柔性连接；阀塔为立式安装时，电气相邻的两个阀层之间采用刚性连接。