本發(fā)明屬于高壓輸電領(lǐng)域，尤其涉及一種支撐式換流閥閥塔的抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

支撐式換流閥閥塔抗震結(jié)構(gòu)特點是系統(tǒng)電壓高，因此空氣凈距要求隨之增大，支撐絕緣子的高度也因此必須增高。帶來的問題是，支撐絕緣子長度過長，在受到上端閥段正壓力情況下，外部輕微的擾動(例如輕度地震)，絕緣子就會產(chǎn)生屈曲變形，從而整個閥塔傾斜、受損甚至造成坍塌事故。

目前柔性直流換流閥500kv以下采用支撐式結(jié)構(gòu)，500kv以上因為要求的空氣凈距更高，常規(guī)直流換流閥采用懸吊結(jié)構(gòu)，現(xiàn)有支撐式閥塔電壓等級最高到500kv，底部支撐絕緣子高度不超過5.5m，支撐重量不到8噸。如：專利申請?zhí)枺?01410510183.1，公開的一種換流閥閥塔。此結(jié)構(gòu)在超、特高壓電壓等級下，由于空氣凈距增加，絕緣子支撐高度增高到6m以上；大容量的傳輸需要增強mmc回路中的功率器件通流能力，同時也導(dǎo)致搭載的電容器容量增大，因此功率單元的重量明顯增加。如果采用懸吊閥塔結(jié)構(gòu)，閥廳整體懸吊承重要在千噸量級，這將會大大增加閥廳建筑的設(shè)計難度和土建相關(guān)成本。通常500kv直流換流閥采用的支撐方式為每個閥段4點支撐，每個支撐點采用支柱絕緣子支撐，支撐絕緣子之間采用拉桿絕緣子上下斜連來增強穩(wěn)定性。原有的支撐式結(jié)構(gòu)已經(jīng)不能滿足支撐高度不斷增加、閥塔支撐重量更大的現(xiàn)實需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種支撐式換流閥閥塔的抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，用于超、特高壓柔性直流換流閥，在保證可靠的抗震性能的前提下，減小閥廳設(shè)計難度及成本，并更易于安裝維護。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種支撐式換流閥閥塔的抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括若干多層閥段、多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)，每個多層閥段底部采用多于4點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐固定；

多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)由若干單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)縱向連接固定組成，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)包括支撐絕緣子、層間固定結(jié)構(gòu)，多于4個支撐絕緣子之間通過層間固定結(jié)構(gòu)連接，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過法蘭連接固定。

所述的層間固定結(jié)構(gòu)是由型材組成的多個三角結(jié)構(gòu)，連接處固定有支撐絕緣子。

所述的層間固定結(jié)構(gòu)由成米字形連接的型材組成，連接處固定有支撐絕緣子。

所述的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)的段間高度不同。

所述的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形連接件連接固定。

所述的法蘭為內(nèi)外雙圓周孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓周孔用于連接段間支撐絕緣子，外圓周孔用于連接層間固定結(jié)構(gòu)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

應(yīng)用于超高壓、特高壓柔性直流換流閥的支撐式閥塔結(jié)構(gòu)，具有安全可靠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠滿足電力系統(tǒng)對電力設(shè)備抗震要求。采用多段結(jié)構(gòu)，且段間通過層間固定結(jié)構(gòu)，提高了其支撐的穩(wěn)定可靠度，大大降低了換流閥廳的建筑成本，并且使換流閥的安裝和維護更加方便。層間固定結(jié)構(gòu)采用三角形組合結(jié)構(gòu)，確保每個節(jié)點的合力為零，提高層間固定結(jié)構(gòu)的牢固性及抗震性。支撐絕緣子總高度更高，可達到9m，適用于800kv或更高電壓等級特高壓設(shè)備，單塔支撐重量更重，可達20噸，是常規(guī)方案承重的2倍以上。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)。

圖3是層間固定結(jié)構(gòu)的示意圖一。

圖4是層間固定結(jié)構(gòu)之間的連接示意圖一。

圖5是層間固定結(jié)構(gòu)的示意圖二。

圖6是層間固定結(jié)構(gòu)之間的連接示意圖二。

圖7是層間固定結(jié)構(gòu)的示意圖三。

圖8是層間固定結(jié)構(gòu)之間的連接示意圖三。

圖中：1-多層閥段2-支撐絕緣子3-法蘭4-層間固定結(jié)構(gòu)5-型材6-連接件。

具體實施方式

下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應(yīng)該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。

見圖1、圖2，支撐式換流閥閥塔的抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括多層閥段1、多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)，每個多層閥段1底部采用多于4點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐固定，多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)由若干單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)組成，段間采用法蘭3及螺栓連接。在支柱絕緣子每段層間，采用層間固定結(jié)構(gòu)4連接，層間固定結(jié)構(gòu)4是由多個穩(wěn)定的三角結(jié)構(gòu)組成，可以有效的降低絕緣子產(chǎn)生屈曲的風險，提高閥塔抗震性能。

見圖2，每個單段支柱絕緣子的高度不同，根據(jù)抗震性能要求，結(jié)合絕緣子之間的電、磁場要求，合理地分配l1、l2、l3、l4之間的長度比例。該模式能夠有效利用連接件6的剛度，應(yīng)力在幾層連接件6中分布相對均勻，閥塔抗震性能得到有效提升。

閥塔包含多個并排的單塔，兩個單塔間在多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)部分使用連接件6連成一個整體，連接件6可采用由型材5組成的三角形結(jié)構(gòu)。

層間固定結(jié)構(gòu)4的型材5材料根據(jù)閥塔總體結(jié)構(gòu)選擇適當強度的剛性材料。型材5形狀根據(jù)閥塔抗震需求選擇性價比合適的型材5，不限于角鋼、槽鋼、工字鋼、方剛、圓鋼等的一組或多組連接形式。

多于4點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)：多層閥段1采用的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐時，每個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)中采用多于4個支撐絕緣子2支撐，以便各支撐點的支撐絕緣子2通過層間固定結(jié)構(gòu)4形成多個穩(wěn)定三角結(jié)構(gòu)，并且每個節(jié)點的合力為零。

多層閥段1是指閥段高度方向上疊層安裝，閥段與閥段層間采用層間絕緣子電氣隔離支撐，多層閥段1常指3、4、5層或更多層結(jié)構(gòu)，每層可以是單個閥段或者多個閥段串聯(lián)，構(gòu)成直線串聯(lián)閥塔或背靠背串聯(lián)閥塔。每層閥段構(gòu)成現(xiàn)場安裝最小單位的裝配結(jié)構(gòu)，每個閥段內(nèi)裝有多個功率單元。功率單元是柔直系統(tǒng)的核心部分，是構(gòu)成多電平換流器(mmc)的基本單位。

實施例一：

見圖1、圖2，支撐式換流閥閥塔的抗震穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，包括兩個多層閥段1、多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)，每個多層閥段1底部均采用9點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐固定；多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)由4個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)縱向連接固定組成，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)包括9個支撐絕緣子2、層間固定結(jié)構(gòu)4，支撐絕緣子2成3排排列，每排3個支撐絕緣子2，支撐絕緣子2之間通過層間固定結(jié)構(gòu)4連接，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過法蘭3連接固定。法蘭3為內(nèi)外雙圓周孔結(jié)構(gòu)，內(nèi)圓周孔用于連接段間支撐絕緣子2，外圓周孔用于連接層間固定結(jié)構(gòu)4。

見圖3，其中，層間固定結(jié)構(gòu)4由成米字形連接的型材5組成，連接處固定有支撐絕緣子2。多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)的段間高度不同，圖2中表示的為4個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)的高度由上至下依次為l1、l2、l3、l4，其高度不等。

型材5間采用米字形連接有效的約束了每根支撐絕緣子2在水平各個方向的變形，使得多層閥段1下方的支撐絕緣子2從單獨承受多層閥段1重力變成一體承重、一體變形。米字形連接優(yōu)于其他連接方式的地方在于很好地利用了“米”字中心那根最穩(wěn)定的支撐絕緣子2，來約束其他所有支撐絕緣子2，支撐絕緣子2之間應(yīng)力傳遞流暢，整體性更高。

見圖4，多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形型材5結(jié)構(gòu)連接固定，圖4中表示并列的兩個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形型材5結(jié)構(gòu)連接，使多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間的整體性更高。

實施例二：

與實施例一的不同之處在于，每個多層閥段1底部均采用5點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐固定，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)由5個支撐絕緣子2、層間固定結(jié)構(gòu)4組成，見圖5，采用了k形結(jié)構(gòu)的層間固定結(jié)構(gòu)4，由成k形連接的型材5組成，連接處固定有支撐絕緣子2。型材5間采用k形連接有效的約束了每根支撐絕緣子2在水平方向的變形，使得多層閥段1下方的支撐絕緣子2從單獨承受多層閥段1重力變成一體承重、一體變形，支撐絕緣子2之間應(yīng)力傳遞流暢，整體性更高。

見圖6，多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形連接件6連接固定，圖6中表示并列的兩個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形的型材5結(jié)構(gòu)連接，使多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間的整體性更高。

實施例三：

與實施例一的不同之處在于，每個多層閥段1底部均采用5點的多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)支撐固定，單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)由5個支撐絕緣子2、層間固定結(jié)構(gòu)4組成，見圖7，采用了半米字形結(jié)構(gòu)的層間固定結(jié)構(gòu)4，由成半米字形連接的型材5組成，連接處固定有支撐絕緣子2。型材5間采用半米字形連接有效的約束了每根支撐絕緣子2在水平方向的變形，使得多層閥段1下方的支撐絕緣子2從單獨承受多層閥段1重力變成一體承重、一體變形，支撐絕緣子2之間應(yīng)力傳遞流暢，整體性更高。同樣的，見圖8，多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形連接件6連接固定，圖8中表示并列的兩個單段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間通過三角形的型材5結(jié)構(gòu)連接，使多段支柱絕緣子結(jié)構(gòu)之間的整體性更高。

本發(fā)明應(yīng)用于超高壓、特高壓柔性直流換流閥的支撐式閥塔結(jié)構(gòu)，具有安全可靠的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，能夠滿足電力系統(tǒng)對電力設(shè)備抗震要求。采用多段結(jié)構(gòu)，且段間通過層間固定結(jié)構(gòu)4，提高了其支撐的穩(wěn)定可靠度，大大降低了換流閥廳的建筑成本，并且使換流閥的安裝和維護更加方便。層間固定結(jié)構(gòu)4采用三角形組合結(jié)構(gòu)，確保每個節(jié)點的合力為零，提高層間固定結(jié)構(gòu)4的牢固性及抗震性。多段支撐絕緣子2總高度更高，可達到9m，適用于800kv或更高電壓等級特高壓設(shè)備，單塔支撐重量更重，可達20噸，是常規(guī)方案承重的2倍以上。