一種柔性直流輸電雙極主接線裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，包括兩換流站、兩AC交流電力系統(tǒng)和一金屬導(dǎo)線，兩換流站結(jié)構(gòu)相同，均由第一變壓器、第一換流器件、第二換流器件和第二變壓器依次串聯(lián)連接而成，第一變壓器和第二變壓器分別并聯(lián)連接在一母線的一端，母線的另一端連接AC交流電力系統(tǒng)；第一換流站的第一換流器件與第二換流站的第一換流器件及第一換流站的第二換流器件與第二換流站的第二換流器件分別通過(guò)直線電纜連接，金屬導(dǎo)線一端連接在第一換流站的第一換流器件和第二換流器件之間的線路上，另一端連接第二換流站的第一換流器件和第二換流器件之間的線路上。本實(shí)用新型提供一種布置安全、運(yùn)行可靠的柔性直流輸電雙極主接線裝置，可廣泛應(yīng)用于柔性直流輸電領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種柔性直流輸電雙極主接線裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及柔性直流輸電領(lǐng)域，特別是關(guān)于一種柔性直流輸電雙極主接線裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]柔性直流輸電是傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)之外的一種新型直流輸電技術(shù)，它區(qū)別于傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)的特點(diǎn)在于其采用全控型(可自導(dǎo)通與關(guān)斷)的半導(dǎo)體器件(例如IGBT)進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，而傳統(tǒng)高壓直流輸電技術(shù)采用半控型(可自導(dǎo)通而不能自關(guān)斷)的半導(dǎo)體器件(如晶閘管)進(jìn)行交直流轉(zhuǎn)換，需要依靠交流電力系統(tǒng)向其提供的外部電壓協(xié)助關(guān)斷晶閘管，確保交直流轉(zhuǎn)換正常進(jìn)行。柔性直流輸電技術(shù)和傳統(tǒng)直流輸電技術(shù)共同點(diǎn)在于均設(shè)置有正負(fù)極(極I為正極，極II為負(fù)極)，一般采用正負(fù)極同時(shí)對(duì)稱運(yùn)行方式。柔性直流輸電工程設(shè)置送端和受端兩個(gè)換流站，每個(gè)換流站均采用雙極主接線連接方式。
[0003]如圖1、圖2所示，現(xiàn)有的柔性直流輸電工程的兩個(gè)換流站通常采用的雙極主接線連接方式是兩直線電纜分別將兩換流站的換流器件連接，使兩個(gè)換流站之間形成回路，且兩個(gè)換流站直接接地，采用此種連接方式理論上極I和極II正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，通過(guò)極I的電流il和通過(guò)極II電流i2應(yīng)該是數(shù)值一樣，方向相反，這樣通過(guò)極I和極II的電流就可以相互抵消，大地中的不平衡電流il+i2 = O ;但是在實(shí)際使用時(shí)，由于兩端換流站設(shè)備與線路設(shè)備的制造、安裝、運(yùn)行參數(shù)差異，兩換流站的極I與極II正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，電流數(shù)值絕對(duì)值不一樣，大地中不平衡電流il+i2 Φ 0，不平衡電流il+i2將流經(jīng)兩端換流站的接地點(diǎn)以及兩個(gè)接地點(diǎn)之間的大地。隨著柔性直流輸電工程的輸送容量越來(lái)越大，它的額定電流也相應(yīng)增加，達(dá)到幾千安培，入地的不平衡電流也將會(huì)增大，兩端換流站的簡(jiǎn)單接地系統(tǒng)不能滿足較大不平衡入地電流的運(yùn)行要求，并且大電流對(duì)兩端換流站之間的工業(yè)設(shè)施(如金屬管道、電力設(shè)施)造成影響。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種布置安全、運(yùn)行可靠的柔性直流輸電雙極主接線裝置。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取以下技術(shù)方案:一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，其特征在于:它包括第一換流站、第二換流站、兩AC交流電力系統(tǒng)和一金屬導(dǎo)線，所述第一換流站和第二換流站結(jié)構(gòu)相同；所述第一換流站和第二換流站均由第一變壓器、第一換流器件、第二換流器件和第二變壓器依次串聯(lián)連接而成，每一所述第一變壓器和第二變壓器分別并聯(lián)連接在一母線的一端，每一所述母線的另一端分別連接相應(yīng)所述AC交流電力系統(tǒng)；
[0006]所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件與所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件通過(guò)直線電纜連接，所述第一換流站內(nèi)的第二換流器件與所述第二換流站內(nèi)的第二換流器件通過(guò)直線電纜連接；所述金屬導(dǎo)線的一端連接在所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，所述金屬導(dǎo)線的另一端連接在所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，使兩所述AC交流電力系統(tǒng)、所述第一換流站內(nèi)的第一變壓器、所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第一變壓器以及所述金屬導(dǎo)線形成極I金屬回流線路；相應(yīng)地，兩所述AC交流電力系統(tǒng)、所述第一換流站內(nèi)的第二變壓器、所述第一換流站內(nèi)的第二換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第二換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第二變壓器以及所述金屬導(dǎo)線形成極II金屬回流線路。
[0007]所述第一換流站或第一換流站內(nèi)設(shè)置一接地點(diǎn)，所述金屬導(dǎo)線的一端連接所述接地點(diǎn)。
[0008]所述第一換流器件和第二換流器件均采用模塊化多電平全控型換流閥。
[0009]本實(shí)用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點(diǎn):1、本實(shí)用新型由于采用在柔性直流輸電工程中的兩換流站之間設(shè)置一金屬導(dǎo)線，形成極I金屬回流線路和極II金屬回流線路，在兩個(gè)換流站中的其中一換流站中設(shè)置有作為大地零電位點(diǎn)的接地點(diǎn)，使金屬導(dǎo)線的一端連接接地點(diǎn)，且金屬導(dǎo)線的電阻很小，使得金屬導(dǎo)線電壓遠(yuǎn)小于極限電壓，因此，可以顯著降低金屬導(dǎo)線絕緣水平，節(jié)省投資，同時(shí)也減少電流流過(guò)時(shí)的發(fā)熱損耗。2、本實(shí)用新型由于采用在柔性直流輸電工程中的兩回流站之間設(shè)置一金屬導(dǎo)線，形成極I金屬回流線路和極II金屬回流線路，因此，當(dāng)極I金屬回流線路或極II金屬回流線路中的其中一金屬回流線路出現(xiàn)故障時(shí)，另一金屬回流線路還能夠保證50%的額定功率輸送能力，運(yùn)行可靠。綜上所述，本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于柔性直流輸電領(lǐng)域。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的柔性直流輸電雙極主接線裝置示意圖；
[0011]圖2是現(xiàn)有技術(shù)中的柔性直流輸電雙極主接線電流路徑示意圖；
[0012]圖3是本實(shí)用新型的柔性直流輸電雙極主接線裝置示意圖；
[0013]圖4是是本實(shí)用新型的柔性直流輸電雙極主接線電流路徑示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0015]如圖3所示，本實(shí)用新型的柔性直流輸電雙極主接線裝置包括第一換流站1、第二換流站2、兩AC交流電力系統(tǒng)3和一金屬導(dǎo)線4，第一換流站I和第二換流站2結(jié)構(gòu)相同；每一換流站均由第一變壓器5、第一換流器件6、第二換流器件7和第二變壓器8依次串聯(lián)連接而成，第一變壓器5和第二變壓器8分別并聯(lián)連接在一母線9的一端，每一母線9的另一端分別連接相應(yīng)的AC交流電力系統(tǒng)3 ;其中，第一換流站I內(nèi)的第一換流器件6與第二換流站2內(nèi)的第一換流器件6通過(guò)直線電纜10連接，第一換流站I內(nèi)的第二換流器件7與第二換流站2內(nèi)的第二換流器件7通過(guò)直線電纜10連接，金屬導(dǎo)線4的一端連接在第一換流站I內(nèi)的第一換流器件6與第二換流器件7之間的線路上，金屬導(dǎo)線4的另一端連接第二換流站2內(nèi)的第一換流器件6與第二換流器件7之間的線路上，使兩AC交流電力系統(tǒng)3、第一換流站I內(nèi)的第一變壓器5、第一換流站I內(nèi)的第一換流器件6、第二換流站2內(nèi)的第一換流器件6和第二換流站2內(nèi)的第一變壓器5以及金屬導(dǎo)線4形成極I金屬回流線路，相應(yīng)地，兩AC交流電力系統(tǒng)3、第一換流站I內(nèi)的第二變壓器8、第一換流站I內(nèi)的第二換流器件7、第二換流站內(nèi)2的第二換流器件7和第二換流站內(nèi)2的第二變壓器8以及金屬導(dǎo)線4形成極II金屬回流線路。
[0016]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，為了限制金屬回流線路的電壓，兩個(gè)換流站中的其中一換流站中設(shè)置有接地點(diǎn)T，金屬導(dǎo)線4的一端連接接地點(diǎn)T，該接地點(diǎn)T不流過(guò)電流，僅僅作為大地零電位點(diǎn)。
[0017]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，金屬導(dǎo)線4的具體特性參數(shù)例如截面大小、材料和型式等可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行確定，在此不做限定。
[0018]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施中，每個(gè)換流器件(MMC)均可以采用模塊化多電平全控型換流閥(IGBT)。
[0019]下面通過(guò)具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的柔性直流輸電雙極主接線裝置的工作原理:
[0020]如圖3、圖4所示，在廈門±320kV柔性直流輸電科技示范工程(1000兆瓦)中，兩AC交流電力系統(tǒng)3、第一換流站I內(nèi)的第一變壓器5和第一換流器件6、第二換流站2內(nèi)的第一變壓器5和第一換流器件6以及金屬導(dǎo)線4形成極I金屬回流線路，兩AC交流電力系統(tǒng)3、第一換流站I內(nèi)的第二變壓器8和第二換流器件7、第二換流站2內(nèi)的第二變壓器8和第二換流器件7以及金屬導(dǎo)線4形成極II金屬回流線路，金屬導(dǎo)線4與第一換流站I共同設(shè)置一個(gè)接地點(diǎn)T。其中，極I金屬回流線路中設(shè)備的電壓為+ 320kV，極II金屬回流線路中的設(shè)備電壓為-320kV，接地點(diǎn)T為整個(gè)廈門柔性直流輸電系統(tǒng)的零電位點(diǎn)，金屬導(dǎo)線4的左側(cè)(接地點(diǎn))電位為0，金屬導(dǎo)線4右側(cè)電位=(極I金屬回流線路與極II金屬回流線路的不平衡電流il+i2)*金屬導(dǎo)線電阻，由于金屬導(dǎo)線4電阻一般小于10歐姆，遠(yuǎn)小于電流經(jīng)過(guò)大地時(shí)的電阻(一般為幾百歐姆?幾十千歐不等)，所以金屬導(dǎo)線4右側(cè)電位將會(huì)遠(yuǎn)小于極線電壓(320kV);當(dāng)il或i2為O時(shí)，不平衡電流il+i2取最大值為1600A，那么金屬導(dǎo)線4右側(cè)電位僅為16000伏(金屬導(dǎo)線4電阻取10歐姆)，遠(yuǎn)低于極線320kV的電壓，顯著降低金屬導(dǎo)線4絕緣水平，節(jié)省投資，同時(shí)也減少電流流過(guò)時(shí)的發(fā)熱損耗。另外，當(dāng)極I金屬回流線路或極II金屬回流線路中的其中一金屬回流線路出現(xiàn)故障時(shí),另一金屬回流線路還能夠保證50 %的額定功率輸送能力。
[0021]上述各實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型，其中各部件的結(jié)構(gòu)、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本實(shí)用新型技術(shù)方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行的等同變換和改進(jìn)，均不應(yīng)排除在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之外。
【權(quán)利要求】
1.一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，其特征在于:它包括第一換流站、第二換流站、兩AC交流電力系統(tǒng)和一金屬導(dǎo)線，所述第一換流站和第二換流站結(jié)構(gòu)相同；所述第一換流站和第二換流站均由第一變壓器、第一換流器件、第二換流器件和第二變壓器依次串聯(lián)連接而成，每一所述第一變壓器和第二變壓器分別并聯(lián)連接在一母線的一端，每一所述母線的另一端分別連接相應(yīng)所述AC交流電力系統(tǒng)； 所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件與所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件通過(guò)直線電纜連接，所述第一換流站內(nèi)的第二換流器件與所述第二換流站內(nèi)的第二換流器件通過(guò)直線電纜連接；所述金屬導(dǎo)線的一端連接在所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，所述金屬導(dǎo)線的另一端連接在所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件與第二換流器件之間的線路上，使兩所述AC交流電力系統(tǒng)、所述第一換流站內(nèi)的第一變壓器、所述第一換流站內(nèi)的第一換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第一換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第一變壓器以及所述金屬導(dǎo)線形成極I金屬回流線路；相應(yīng)地，兩所述AC交流電力系統(tǒng)、所述第一換流站內(nèi)的第二變壓器、所述第一換流站內(nèi)的第二換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第二換流器件、所述第二換流站內(nèi)的第二變壓器以及所述金屬導(dǎo)線形成極II金屬回流線路。
2.如權(quán)利要求1所述的一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，其特征在于:所述第一換流站或第一換流站內(nèi)設(shè)置一接地點(diǎn)，所述金屬導(dǎo)線的一端連接所述接地點(diǎn)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種柔性直流輸電雙極主接線裝置，其特征在于:所述第一換流器件和第二換流器件均采用模塊化多電平全控型換流閥。
【文檔編號(hào)】H02J3/36GK204205616SQ201420679976
【公開(kāi)日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】鄭家松, 王贊, 常浩, 馬為民, 石巖, 李天友, 樂(lè)波, 尹元, 林國(guó)新, 梅念, 陳東, 馬玉龍, 付穎, 吳方劼, 杜曉磊, 程煒, 劉思源, 祝全樂(lè), 李琦, 楊媛 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司, 國(guó)網(wǎng)北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院, 北京網(wǎng)聯(lián)直流工程技術(shù)有限公司