Hvdc換流閥塔的制作方法
【專利摘要】公開了一種HVDC換流閥塔。所述HVDC換流閥塔包括圓柱形的閥模塊裝載部、裝載在閥模塊裝載部上的閥模塊，以及布置在閥模塊裝載部中心以能夠旋轉(zhuǎn)的吊架。
【專利說明】HVDC換流閥塔

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及一種高壓直流(HVDC)換流閥塔。

【背景技術(shù)】
[0002]HVDC輸電系統(tǒng)利用電力變換器將從發(fā)電廠產(chǎn)生的高壓AC電力變換成DC電力，傳輸該變換的DC電力，再次將DC電力變換為AC電力，然后供應(yīng)變換后的AC電力。
[0003]HVDC輸電系統(tǒng)具有一些優(yōu)點(diǎn)在于:它具有低的功率損耗，和AC電力對比，由于其較低的電壓所以絕緣工作較容易，而且由于該輸電系統(tǒng)的低感應(yīng)損傷，它可以具有縮減的尺寸和高度。此外，它能夠連接具有不同電壓或頻率的兩個(gè)AC系統(tǒng)，從而提高AC系統(tǒng)的穩(wěn)定性，還有當(dāng)AC系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，它能夠防止故障波及其他相鄰的系統(tǒng)。因此，HVDC輸電系統(tǒng)用作新型可再生能源的電力系統(tǒng)連接手段，特別用于大型海上風(fēng)力發(fā)電場等的電力輸送。
[0004]在將AC電力變換成DC電力的HVDC變電站中設(shè)置有用于將交流電變換成直流電的AC/DC變換器部。
[0005]AC/DC變換器部還被稱作閥模塊(在下文中，稱為“閥模塊”)。在電流源HVDC系統(tǒng)中，晶閘管換流閥用于AC/DC變換器部，而在電壓源HVDC系統(tǒng)中，IGBT器部用于AC/DC變換器部。
[0006]在HVDC系統(tǒng)中，根據(jù)電源變換能力將多個(gè)閥模塊垂直堆疊，從而構(gòu)成了換流閥+?
+R ο
[0007]如圖1所示，換流閥塔可以固定至變電站的內(nèi)屋頂上以便于保護(hù)閥模塊免受諸如地震等環(huán)境危險(xiǎn)因素的損壞。
[0008]圖1是示出了一般換流閥塔的示意圖。參照圖1，多個(gè)閥模塊10彼此堆疊并通過支承絕緣子20相互連接，從而構(gòu)成了換流閥塔。
[0009]可以從換流閥塔上拆卸下閥模塊10以便于定期檢查或維修故障。然而，因?yàn)槎鄠€(gè)閥模塊10串聯(lián)連接，所以為了分離出特定的閥模塊10，不得不將一部分閥模塊10或全部的閥模塊10從換流閥塔上拆卸下來。也就是，當(dāng)要分離出最上面的閥模塊10時(shí)，必須從最下面的閥模塊依次拆卸閥模塊10。因此，為了分離出特定的閥模塊10，不得不拆卸整個(gè)閥模塊10。
[0010]圖2是示出了另一種一般換流閥塔的示意圖。參照圖2，多個(gè)閥模塊10彼此堆疊并通過支承絕緣子20相互連接，從而構(gòu)成了換流閥塔。
[0011]在這種情況下，為了從換流閥塔上分離出閥模塊10，沿著安裝在天花板上的導(dǎo)軌移動(dòng)的提升機(jī)不得不移動(dòng)至預(yù)定位置，然后通過提升機(jī)的操作分離出閥模塊10。
[0012]然而，因?yàn)槎鄠€(gè)換流閥塔一般安裝在比較寬的區(qū)域上，所以用于移動(dòng)提升機(jī)的導(dǎo)軌也應(yīng)該安裝在整個(gè)天花板上，因而增加了設(shè)備的成本。此外，因?yàn)楸仨氁苿?dòng)提升機(jī)在預(yù)定位置，然后再進(jìn)行提升機(jī)的操作，所以花費(fèi)了長的工作時(shí)間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]實(shí)施例提供了一種HVDC換流閥塔，在所述HVDC換流閥塔中，用于高壓直流(HVDC)系統(tǒng)的閥模塊上下堆疊以具有圓柱形形狀。
[0014]在一個(gè)實(shí)施例中，HVDC換流閥塔包括圓柱形的閥模塊裝載部；閥模塊，其裝載在閥模塊裝載部上；以及吊架，其布置在閥模塊裝載部的中心以能夠旋轉(zhuǎn)。
[0015]閥模塊裝載部可以具有上下布置的多層。
[0016]閥模塊裝載部可以包括多個(gè)底架，其上下布置；滑動(dòng)部，其聯(lián)接至底架以沿徑向方向滑動(dòng)；以及閥模塊，其布置在滑動(dòng)部上。
[0017]滑動(dòng)部可以包括導(dǎo)向部，其被構(gòu)造為固定至底架；以及移動(dòng)部，其被構(gòu)造為由導(dǎo)向部引導(dǎo)以沿徑向方向移動(dòng)，且閥模塊可以定位在移動(dòng)部上。
[0018]移動(dòng)部可以包括上下穿過移動(dòng)部的第一切除部。
[0019]底架可以具有上下穿過底架的第二切除部。
[0020]第一切除部和第二切除部可以彼此相互重疊布置。
[0021]與吊架聯(lián)接的吊架固定部可以設(shè)置在閥模塊的上部上。
[0022]突出部可以設(shè)置在閥模塊的下部處，且移動(dòng)部可以具有向上開口且向下凹陷的凹部，且突出部可以被容納入凹部中以滑動(dòng)。
[0023]在以下的附圖和說明書中闡述了一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的細(xì)節(jié)。從說明書和附圖，以及從權(quán)利要求書中其他特征將變得明顯。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0024]圖1是示出了一般HVDC換流閥塔的示意圖。
[0025]圖2是示出了另一種一般HVDC換流閥塔的示意圖。
[0026]圖3是示意性示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的HVDC的立體圖。
[0027]圖4是圖3的局部放大圖。
[0028]圖5A至圖是示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的HVDC換流閥塔的操作過程的視圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]現(xiàn)在將詳細(xì)地說明本公開的實(shí)施例，在附圖中示出了其示例。
[0030]圖3是示意性示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的HVDC的立體圖，且圖4是圖3的局部放大圖。
[0031]在下文中，將參照圖4示意性地描述安裝在HVDC換流閥塔處的閥模塊100的構(gòu)造，然后將參照圖3和圖4描述HVDC換流閥塔的構(gòu)造。
[0032]圖4是示出了抽出將一個(gè)閥模塊100和后面將要描述的移動(dòng)部222抽出的狀態(tài)的放大圖。閥模塊100將直流電變換成交流電。在電流源HVDC系統(tǒng)中，晶閘管換流閥用于閥模塊100，而在電壓源HVDC系統(tǒng)中，IGBT器部用于閥模塊100。因此，根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的構(gòu)成HVDC換流閥塔的閥模塊100可以是晶閘管換流閥或IGBT器部。
[0033]參照圖4，閥模塊100包括外殼，該外殼具有近似矩形的平行六面體的外部形狀；以及安裝在其中的各種電子部部。閥模塊100的外殼具有兩個(gè)冷卻水口 110。兩個(gè)冷卻水口中的其中一個(gè)是進(jìn)水口 111，通過進(jìn)水口 111引入冷卻水，而另一個(gè)是出水口 112，通過出水口 112排出換流閥塔100中循環(huán)的冷卻水。
[0034]此時(shí),冷卻水口 110可以設(shè)置在外殼的環(huán)繞外殼的外端的上表面中。然而,冷卻水口 110不一定必須設(shè)置在外殼的上表面中。冷卻水口 110可以設(shè)置在沿閥模塊裝載部的徑向方向指向的外側(cè)表面中，或可以設(shè)置在布置在外側(cè)表面左右側(cè)的兩側(cè)面中。然而，在任何情況下，冷卻水口 110環(huán)繞外殼的外端而設(shè)置在維護(hù)方面是有利的。對于定期檢查，維修和維護(hù)，應(yīng)該將相應(yīng)的閥模塊100抽出至外殼的外部。且在抽出閥模塊100之前，連接至冷卻水口 110的冷卻水循環(huán)管400應(yīng)該與冷卻口 110分離。此時(shí)，使得冷卻水口 110環(huán)繞外殼的外端而定位是有利的。
[0035]同時(shí)，與吊架300聯(lián)接的吊架固定部120設(shè)置在閥模塊100的上部上。吊架固定部120可以與吊架300的吊鉤或環(huán)部聯(lián)接。
[0036]突出部130設(shè)置在閥模塊100的下部處以向下方突出。突出部130用來插入進(jìn)移動(dòng)部222的凹部中，其將在后面描述，使得閥模塊100可以穩(wěn)定地定位在移動(dòng)部222上。
[0037]參照圖3和圖4，HVDC換流閥塔包括環(huán)形閥模塊裝載部200，其具有預(yù)定高度和寬度；以及吊架300，其布置在閥模塊裝載部200的中心部處；以及冷卻水循環(huán)管400，其冷卻閥模塊100。
[0038]更具體地，閥模塊裝載部200具有上下堆疊的多層。每一層包括底架210 ;以及滑動(dòng)部220，其聯(lián)接至底架210以沿徑向方向滑動(dòng)。
[0039]底架210具有大致圓板形狀，其中心部被切除。因?yàn)榈准?10用來支承多個(gè)閥模塊100，所以它可以由可穩(wěn)定地支承重負(fù)荷的高剛性材料制成。
[0040]底架210的上部與滑動(dòng)部220聯(lián)接。滑動(dòng)部220包括固定至底架210的上表面的導(dǎo)向部221，且移動(dòng)部222沿導(dǎo)向部221朝徑向方向移動(dòng)。
[0041]這里，導(dǎo)向部221可以是一對平行延伸的導(dǎo)軌。此外，移動(dòng)部222可以是一對沿滑動(dòng)方向延伸的桿型構(gòu)件。
[0042]上下穿過移動(dòng)部222的第一切除部222a(參照圖4和圖6d)設(shè)置在移動(dòng)部222的中心部處。第一切除部222a用來有效地散去從閥模塊100所產(chǎn)生的熱量。
[0043]此時(shí)，限定了移動(dòng)部222的這對桿型構(gòu)件之間的寬度應(yīng)該小于閥模塊100的寬度，使得閥模塊100可以放置在移動(dòng)部222上。
[0044]同時(shí)，可以在移動(dòng)部222中限定向上開口且向下凹陷的凹部。在閥模塊100的下部處向下突出的突出部被插入該凹部以使得閥模塊100可以穩(wěn)定地定位在移動(dòng)部222上。因此，突出部130可滑動(dòng)地被容納入凹部。
[0045]同時(shí)，作為所述一對桿型構(gòu)件的替代，移動(dòng)部222可以被設(shè)置為沿導(dǎo)軌滑動(dòng)的板形構(gòu)件。此時(shí)，可以切除移動(dòng)部222的中心部以被上下穿過，且該切除部可以限定第一切除部222a。如上所述，第一切除部222a將有效地散去從閥模塊100所產(chǎn)生的熱量。
[0046]同時(shí)，底架210可以具有第二切除部211 (參照圖3)，其通過切除閥模塊100的對應(yīng)于底架210的部分的一部分或全部來限定。更具體地，在其上放置有閥模塊100的移動(dòng)部222移動(dòng)至定位在底架210的垂直上部處的狀態(tài)下時(shí)，第二切除部211可以定位在閥模塊100所定位的部分的下側(cè)處。
[0047]在移動(dòng)部222移動(dòng)至底架210的內(nèi)側(cè)的狀態(tài)下，第一切除部222a和第二切除部211彼此相互重疊。也就是，第一切除部222a和第二切除部211被定位成彼此相互上下重疊。因此，通過晶閘管閥模塊100的下部傳遞的熱量可以通過第一切除部222a和第二切除部211而散去。
[0048]吊架300安裝在具有上述構(gòu)造的閥模塊裝載部200的中心部處。如上所述，因?yàn)殚y模塊裝載部200具有中空的圓柱形形狀，所以吊架300可以安裝在該中空部處。
[0049]吊架300安裝為可旋轉(zhuǎn)，且吊架300的臂的橫向長度大于閥模塊裝載部200的半徑。
[0050]在上述結(jié)構(gòu)中，如果移動(dòng)部222滑動(dòng)至底架210的外部，將閥模塊100和移動(dòng)部222 一起抽出至外部，且通過吊架300將抽出的閥模塊100升起來。在牽引閥模塊100的同時(shí)，吊架300旋轉(zhuǎn)使得閥模塊100從移動(dòng)部的垂直上側(cè)移動(dòng)，然后吊架300將閥模塊100下放到地面上以便于進(jìn)行維修或更換操作。
[0051]同時(shí)，可以沿著閥模塊裝載部200的外周面來安裝冷卻水循環(huán)管400。冷卻水循環(huán)管400包括上下延伸的進(jìn)水管410、上下延伸以與進(jìn)水管410平行的出水管420，以及與進(jìn)水管410和出水管420中的其中一個(gè)連接并成環(huán)形延伸的循環(huán)管430。
[0052]循環(huán)管430上下地設(shè)置為多個(gè)。最上面的循環(huán)管430的一端連接至進(jìn)水管410，且另一端保持在堵塞狀態(tài)下。布置在最上面的循環(huán)管430的正下方的另一個(gè)循環(huán)管430的一端連接至出水管420，且另一端保持在堵塞狀態(tài)下。
[0053]在下文中，其一端連接至進(jìn)水管410的循環(huán)管430被稱為進(jìn)水循環(huán)管431，且其一端連接至出水管420的另一個(gè)循環(huán)管430被稱為出水循環(huán)管432。也就是,循環(huán)管430包括進(jìn)水循環(huán)管431和出水循環(huán)管432。
[0054]從進(jìn)水循環(huán)管431和出水循環(huán)管432中的每一個(gè)循環(huán)管分支出多個(gè)連接管440。從進(jìn)水循環(huán)管431分支出的多個(gè)連接管440的管路連接至閥模塊100的進(jìn)水口 111，且從出水循環(huán)管432分支出的多個(gè)連接管440的管路連接至閥模塊100的出水口 112。
[0055]因此，通過進(jìn)水管410所供應(yīng)的冷卻水被供應(yīng)至多個(gè)進(jìn)水循環(huán)管431，然后在穿過進(jìn)水循環(huán)管431的同時(shí)通過多個(gè)連接管440和每一個(gè)進(jìn)水口 111被引入每一個(gè)閥模塊100。
[0056]引入閥模塊100的冷卻水在閥模塊100中循環(huán)，進(jìn)行熱交換，通過閥模塊100的出水口 112排放，然后通過連接管440排放至出水循環(huán)管432。被排放至出水循環(huán)管432的冷卻水通過出水管420被排放至外部。
[0057]此時(shí)，在進(jìn)水管410處可以設(shè)置閥451，且在出水管420處還可以設(shè)置另一個(gè)閥452。
[0058]在下文中，將參照圖5A至圖描述從HVDC換流閥塔分離出閥模塊100的過程。
[0059]如圖5A所示，在初始狀態(tài)下，如果確定了要檢查，維修或更換的閥模塊100，安裝在進(jìn)水管410處的閥門451閉合，且出水管420保持在打開狀態(tài)下。
[0060]冷卻水在該狀態(tài)下完全排放，然后將連接至閥模塊100的連接管430分離。也就是，將循環(huán)管的連接管430與進(jìn)水口 111和出水口 112分離。
[0061]然后，如圖5b所示，吊架300旋轉(zhuǎn)使得吊架300的臂定位在沿與要抽出的閥模塊100的徑向延伸方向相同方向延伸的位置處。
[0062]在該狀態(tài)下，如圖5c所示，將閥模塊100抽出至外部。如果給閥模塊100施加朝向外部的力，移動(dòng)部222通過導(dǎo)向部221引導(dǎo)并移動(dòng)至外部，因而，將閥模塊100抽出至外部。在該狀態(tài)下，吊架固定部120與吊架300連接。
[0063]如果閥模塊100連接至吊架300，吊架300略微提升，然后旋轉(zhuǎn)預(yù)定角度。當(dāng)移動(dòng)閥模塊100至地面或預(yù)定高度時(shí)，這將防止下放的閥模塊100與移動(dòng)部粘附在一起。
[0064]然后，如圖所示，移動(dòng)閥模塊100至地面或預(yù)定高度，并進(jìn)行維修、檢查或更換。
[0065]同時(shí)，在以上描述中，通過吊架300將閥模塊100提起來，吊架300以預(yù)定角度旋轉(zhuǎn)，然后將閥模塊100下放。另一方面，通過吊架300將閥模塊100提起來后，吊架300不旋轉(zhuǎn)，但可以將移動(dòng)部222推至內(nèi)側(cè)，然后可以下放閥模塊。
[0066]然后為了將完成的閥模塊100或待更換的新的閥模塊再次聯(lián)接至閥模塊裝載部200，則反向進(jìn)行上述過程。
[0067]首先，閥模塊100連接至吊架300，然后吊架300將閥模塊100升起來。
[0068]將閥模塊100提起至比起原始位置更高的位置，然后吊架300旋轉(zhuǎn)使得閥模塊100定位在移動(dòng)部222的垂直上側(cè)處。
[0069]在該狀態(tài)下，吊架300下放閥模塊100使得閥模塊100放置在移動(dòng)部222上，然后吊架300與閥模塊100分離。
[0070]然后將閥模塊100推至內(nèi)側(cè)，即，沿中心方向，因而通過導(dǎo)向部221引導(dǎo)移動(dòng)部222，從而移動(dòng)至內(nèi)側(cè)。
[0071]當(dāng)閥模塊100定位在其自身位置處時(shí)，循環(huán)管的連接管430連接至閥模塊100的進(jìn)水口 111和出水管112。
[0072]然后，連接至進(jìn)水管410的閥門451打開使得冷卻水循環(huán)。
[0073]根據(jù)本發(fā)明，很容易從HVDC換流閥塔抽出閥模塊和安裝閥模塊在HVDC換流閥塔處。因此，很容易進(jìn)行檢查，維修和更換。
[0074]此外，能夠降低用于變電站的設(shè)備的成本。且盡管閥模塊為上下堆疊，但仍然很容易分離和安裝閥模塊，且即使在很差的地形條部下也能夠在沒有任何空間限制的情況下安裝HVDC換流閥塔。
[0075]盡管已經(jīng)參照數(shù)個(gè)其示范實(shí)施例描述了一些實(shí)施例，但應(yīng)該理解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠設(shè)想出將落在本公開原理的精神和范圍內(nèi)的許多其他修改和實(shí)施例。更具體地，在本公開、附圖及所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)可以對主題組合布置的組成部件和/或布置做出各種變化和修改。除了對組成部件和/或布置做出的各種變化和修改以外，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，替代使用也將是顯而易見的。
【權(quán)利要求】
1.一種HVDC換流閥塔包括: 圓柱形的閥模塊裝載部； 閥模塊，其裝載在所述閥模塊裝載部上；以及 吊架，其布置在所述閥模塊裝載部的中心以能夠旋轉(zhuǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HVDC換流閥塔，其中，所述閥模塊裝載部具有上下布置的多層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的HVDC換流閥塔，其中，所述閥模塊裝載部包括， 多個(gè)底架，其上下布置， 滑動(dòng)部，其聯(lián)接至所述底架以沿徑向方向滑動(dòng)，以及 閥模塊，其布置在所述滑動(dòng)部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的HVDC換流閥塔，其中，所述滑動(dòng)部包括， 導(dǎo)向部，其被構(gòu)造為固定至所述底架，以及 移動(dòng)部，其被構(gòu)造為由所述導(dǎo)向部引導(dǎo)以沿所述徑向方向移動(dòng)，且 所述閥模塊定位在所述移動(dòng)部上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的HVDC換流閥塔，其中，所述移動(dòng)部包括上下穿過所述移動(dòng)部的第一切除部。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的HVDC換流閥塔，其中，所述底架具有上下穿過所述底架的第二切除部。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的HVDC換流閥塔，其中，所述第一切除部和第二切除部彼此相互重疊布置。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的HVDC換流閥塔，其中，在所述閥模塊的上部上設(shè)置有與吊架聯(lián)接的吊架固定部。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的HVDC換流閥塔，其中，突出部設(shè)置在所述閥模塊的下部處，且所述移動(dòng)部具有向上開口且向下凹陷的凹部，且所述突出部被容納入所述凹部中以滑動(dòng)。
【文檔編號(hào)】H02M7/00GK104135167SQ201410177946
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月30日
【發(fā)明者】金榮佑, 鄭容昊, 李旭和, 白承澤, 鄭澤善, 權(quán)峻范 申請人:Ls產(chǎn)電株式會(huì)社