转换器建筑物及运行或提供转换器建筑物的方法技术

本发明专利技术涉及包括至少一个可密封房间(4)的离岸转换器站(1)，除了别的之外，房间容纳高电压SF6绝缘式转换器设备。除了干燥空气之外，这个密封的但可进入的房间填充有无毒的介电绝缘气体，例如含氟酮或氢氟单醚。这允许离岸转换器站有较小的占地面积。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于离岸平台的密封且气体绝缘式高电压转换器环境
本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的转换器建筑物，例如包括在HVDC站、HVAC站或HVAC/HVDC站中，特别是包括在HVDC岸上站或离岸站中的转换器建筑物。
技术介绍
HVDC (高电压、直流)电功率传输系统使用直流来大量传输电功率。特别是对于长距离传输，HVDC系统比交流(AC)系统遭受更低的电力损失。例如在大型风场中产生的电能典型地被收集在AC离岸站中，并且传输到HVDC离岸站，在那里将电能从AC转换成DC。这些站的平台包括转换器建筑物，在转换器建筑物中布置相应的电活性(electrical active)部件。转换器建筑物和平台的大小和重量分别与站的功率容量有关。例如，1000欄的HVDC站的平台重大约10000吨。相应的转换器建筑物的体积典型地相当于几万立方米。在传统的Dolwin转换器中，例如，单单一个阀机房典型地具有相当于大约10000 m3的大小。目前，这样的平台的大小必须大，以便应付所需的电功率量。必须有高电压，以使电流、电损耗和导体或电缆横截面保持足够低。高电压需要较长的绝缘距离，并且因而如果使用空气作为绝缘介质的话，需要许多空间。虽然空气具有无需费用随处可用的优点，但空气的绝缘性能非常低。此外，安装包括这个重量和大小的转换器建筑物的平台可能需要难得的容量非常大的起重机。因而，传统的HVDC离岸站在它们的巨大的大小和重量方面遇到问题。为了简化传统站的安装、运行、维护和解构的复杂性，减小平台和转换器建筑物的大小和重量是非常合乎需要的。
技术实现思路
因而本专利技术的目标是提供一种转换器建筑物，特别是用于HVDC站、HVAC站或HVAC/HVDC站的转换器建筑物，其大小和重量比传统的转换器建筑物更小，并且因而允许较简单且最终较廉价地安装站。该目标由根据独立权利要求的转换器建筑物、方法和使用实现。在从属权利要求中提供优选实施例。本专利技术的转换器建筑物包括至少一个房间(也称为“机房”)，房间具有实心的房间墙壁，房间墙壁包围内部空间，电活性部件容纳在内部空间中。根据本专利技术，房间墙壁具有至少一个可密封的开口，优选是门，并且更优选是具有不透气的密封器件的门。开口设计成使得它允许人进入内部空间。因而，开口的形状和尺寸使得人可穿过它。当开口密封时，房间墙壁以不透气的方式包围内部空间。这允许内部空间容纳介电绝缘介质，介电绝缘介质包括不是空气的介电绝缘成分Cl。从而，密封用于减小、最大程度地减小或者甚至避免不是空气的介电绝缘成分Cl泄漏到外部，并且因而最终泄漏到环境。密封器件不必密封到抵抗较高的过压，诸如几巴。用语“转换器建筑物”在本专利技术的语境中要理解为大小如房屋或工厂的建筑。在这个转换器建筑物中，包括一个或多个房间，它们同样具有房屋中的房间或工厂中的机房的大小。特别地，就气体绝缘式子站(GIS)而言，用语“房间”不应解释为表示封装体，而是在本专利技术的语境中表示尺寸大得多的房间，因而其例如甚至可包括GIS。用语“实心的房间墙壁”指的是围绕和包围房间的内部空间的墙壁。它可由任何适合转换器建筑物的材料制成，并且特别地可包括建筑材料，诸如混凝土和/或开放式金属建筑。房间可包括或可不包括窗，例如玻璃窗或塑料窗。用语“开口”涉及房间墙壁中的通道，其形状和尺寸允许人穿过开口，并且因而进入房间的内部空间。用语转换器建筑物还应宽泛地理解为包括用于容纳任何电活性部件的建筑物，电活性部件一般用于转换电能，特别是用于产生、传输、分配或变换电能。例如，这种电能转换尤其可包括在下者之间转换电能，在交流(AC)和直流(DC)之间、在不同的电压水平之间、在不同的AC频率之间、在不同的位置之间，或者在电能和其它形式的能量之间，例如热能和电能之间或者电能和机械能之间。因而转换器建筑物还可包括用于容纳发电机、变压器、电旋转机等的建筑物。转换器建筑物机房还包括配备有至少一个未封装的电力部件(诸如安全罐设备或大体针对传统的空气绝缘式子站所设计的或如在传统的空气绝缘式子站中的设备)的任何建筑物。因此，根据本专利技术的转换器建筑物还可为或者包括混合式或未封装的室内气体绝缘式子站，或者包括在混合式或未封装的室内气体绝缘式子站中，其中，转换器建筑物包括至少一个房间，房间具有实心的房间墙壁，房间墙壁包围内部空间和容纳在所述内部空间中的电活性部件，即，至少一个电活性部件，房间墙壁具有至少一个开口，开口设计使得允许人进入内部空间，其中，开口是可密封的，在开口密封时，房间墙壁以不透气的方式包围内部空间，并且内部空间包含介电绝缘介质，介电绝缘介质包括不是空气的介电绝缘成分Cl。特别地，电活性部件可设计成未封装的电活性部件，而且特别地，像传统的空气绝缘式构件那样，可显著减小大小，以及/或者减小绝缘距离，因为与纯空气相比，特定的介电绝缘介质的绝缘能力更高。因而这样的构件可按比传统的空气绝缘式子站更小的间距(即，绝缘距离，例如在不同的相位之间，或者在相位和地之间)布置在转换器建筑物的可打开且可密封的房间的内部空间的内部。因而，在实施例中，建筑物，特别是转换器建筑物，包括中等电压和/或高电压子站，或者是中等电压和/或高电压子站，或者包括在中等电压和/或高电压子站中，中等电压和/或高电压子站包括至少一个未封装的气体绝缘式电活性部件。在本申请中，用语“未封装”要宽泛地理解为电活性部件暴露于介电绝缘介质，特别是介电绝缘成分Cl，以及通过介电绝缘介质进行绝缘，特别是在运行中需要介电绝缘介质的绝缘。用语“电活性部件”要理解为用于产生、传输、分配或使用电能的任何电力构件，而且特别是示例性地指存在于转换器站中的任何这样的构件，在下面给出这些构件的详细说明。特别地，用语“电活性部件”包括，并且根据优选实施例而表示未封装的电活性部件。用语“电活性部件”包括中等电压电活性部件和/或高电压电活性部件和/或承载强电流的电活性部件，优选高电压电活性部件，更优选高于72 kV的高电压电活性部件。如本文所用，用语“中等电压”指的是范围为IkV至72kV的电压，而用语“高电压”指的是超过72kV的电压。强电流要理解为例如高于I kA，并且特别是高于10 kA的电流。特别地，“电活性部件”可包括以中等电压和强电流，诸如在发电机断路器中运行的中等电压电活性部件。根据优选实施例,容纳在房间的内部空间中的介电绝缘介质(包括介电绝缘成分Cl)不包含或不单独容纳在封装体中。大体上，介电绝缘介质Cl比空气具有更高的介电强度。它典型地具有小于60°C的大气沸点，小于700 (在100年的时间范围上)的低全球变暖潜势(GWP)和零臭氧破坏潜势(ODP)。在本专利技术的语境中，用语“沸点”要理解为在大气压力下的沸点，即，在大约I巴下的沸点。介电绝缘成分Cl典型地在运行状况下至少部分地呈气相。它优选为无腐蚀性、防爆、在高达140°C下热稳定且无毒(或者毒性水平低)。在实施例中，介电绝缘介质包括气体，并且优选在建筑物或转换器建筑物的运行状况下为气态。同样在另外的实施例中，介电绝缘成分Cl包括气体,并且优选在建筑物或转换器建筑物的运行状况下为气态。由于在开口密封时，房间墙壁以不透气的方式包围内部空间，所以当转换器建筑物运行时，绝缘介质(包括绝缘成分Cl)不会泄漏出内部空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种转换器建筑物(1)，其包括至少一个房间(4；40，41，42，43，44，45，46，47)，所述房间具有实心的房间墙壁(400，410，420，430，440，450，460，470)，所述房间墙壁包围内部空间和容纳在所述内部空间中的电活性部件(401，411，421，431，441，451，461，471)，所述房间墙壁(400，410，…，470)具有至少一个开口(402，412，422，432，442，452，462，472)，所述开口设计成使得它允许人进入所述内部空间，其中，所述开口(402，412，…，472)是可密封的，当所述开口(402，412，…，472)密封时，所述房间墙壁(400，410，…，470)以不透气的方式包围所述内部空间，并且所述内部空间包含介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包括不是空气的介电绝缘成分C1。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.13 EP PCT/EP2011/0724961.一种转换器建筑物(I)，其包括至少一个房间(4 ;40，41，42，43，44，45，46，47)，所述房间具有实心的房间墙壁(400，410，420，430，440，450，460，470)，所述房间墙壁包围内部空间和容纳在所述内部空间中的电活性部件(401，411，421，431，441，451，461，471)，所述房间墙壁(400，410，…，470)具有至少一个开口 (402，412，422，432，442，452，462，472)，所述开口设计成使得它允许人进入所述内部空间，其中，所述开口(402，412，-,472)是可密封的，当所述开口 (402,412, -,472)密封时，所述房间墙壁(400,410, -,470)以不透气的方式包围所述内部空间，并且所述内部空间包含介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包括不是空气的介电绝缘成分Cl。2.根据权利要求1所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述转换器建筑物(I)是HVDC站、HVAC站或HVAC/HVDC站(I)，特别是HVDC岸上或离岸站(I)，或者包括在这些站中。3.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(1)，其特征在于，所述介电绝缘介质以允许呼吸而没有健康风险的浓度存在。4.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘介质包括空气或空气成分，并且所述介电绝缘成分Cl以允许呼吸而没有健康风险的浓度存在。5.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘介质，特别是所述介电绝缘成分Cl，以允许在吹扫所述房间(4;40-47)之后或者在使用防毒面具时呼吸而没有健康风险的浓度存在。6.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，门(402,412,422，432，442，452，462，472)布置在所述至少一个开口处，所述门(402，412，-,472)可相对于所述开口从第一状态运动、特别是枢转或滑动到第二状态，反之亦然，在所述第一状态中，所述开口打开，在所述第二状态中，所述开口关闭，而且特别地，其中，所述门(402，412, *..,472)是气锁门或旋转门，以减少所述介电绝缘介质流出。7.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，对所述至少一个开口 (402,412,…，472)提供密封器件(403，413，…，473)，以提供不透气的封闭。8.根据权利要求6和7所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述密封器件(403，413，-,473)布置在所述房间墙壁(400，410，420，-,470)的在围绕所述至少一个开口的区域中的表面和所述门(402,412, -,472)的表面之间。9.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘成分Cl在运行状况下至少部分地为气相，特别地，其中，所述介电绝缘介质且特别地所述介电绝缘成分Cl在运行状况下为气态。10.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘成分Cl比空气具有更高的介电强度。11.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘成分Cl是有机氟化合物。12.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述介电绝缘成分Cl选自下者组成的组:含氟酮、氢氟单醚、全氟醚和它们的混合物。13.根据权利要求11至12中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述含氟酮包含4至12个碳原子，优选5至7个碳原子，最优选地正好5个或正好6个碳原子。14.根据权利要求11至13中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述氢氟单醚包含至少3个碳原子，特别是正好3个或正好4个碳原子。15.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，除了所述介电绝缘成分Cl之外，所述绝缘介质包括至少一种另外的绝缘成分C2，…，Cn，所述另外的绝缘成分C2，…，Cn是空气或空气成分，特别是选自下者组成的组:氮、氧、二氧化碳、惰性气体和它们的混合物。16.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述绝缘介质没有六氟化硫SF6，而且特别地，其中，所述房间(4;40-47)或各个房间(4 ;40_47)的内部空间都没有SF6。17.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述电活性部件(401，411，421，-,471)是中等电压和/或高电压和/或强电流电活性部件，特别是高于72 kV的高电压电力部件。18.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述至少一个电活性部件(401，411，421，-,471)中的至少一个是未封装的，特别地，其中，所述未封装的电活性部件正在运行，并且在运行期间需要介电绝缘能力高于空气，特别是干燥空气的介电绝缘能力的介电气体绝缘。19.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述至少一个房间(4 ；40-47)选自下者组成的组:阀机房(40，43)，其具有阀机房墙壁(400，430)、阀机房开口(402，432)和功率半导体阀(401，431);反应器机房(41)，其具有反应器机房墙壁(410)、反应器机房开口(412)和反应器(411) ;DC机房(42)，其具有DC机房墙壁(420)、DC机房开口(422)和DC电活性部件(421) ;GIS机房(44)，其具有GIS机房墙壁(440)、GIS机房开口(442)和气体绝缘式开关设备(441);电缆机房(45)，其具有电缆机房墙壁(450)、电缆机房开口(452)和电力电缆(451);变压器机房(46)，其具有变压器机房墙壁(460)、变压器机房开口(462)和变压器(461);避雷器机房(47)，其具有避雷器机房墙壁(470)、避雷器机房开口(472)和避雷器(471)。20.根据权利要求19所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述阀机房(40，43)由具有所述阀机房开口(402，432)的所述阀机房墙壁(400，430)包围，所述阀机房(40，43)包括所述转换器建筑物(I)的所述功率半导体阀(401，431)的至少一部分，特别是IGBI^P/或晶闸管，作为电活性部件(401，411，421，…，471)，并且所述介电绝缘介质存在于所述阀机房(40，43)的至少一部分中，并且包括所述介电绝缘成分Cl。21.根据权利要求19至20中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述阀机房(40，43)分成单独的隔间，所述隔间中的至少一个是不透气的，并且其内部空间包含所述介电绝缘介质，所述介电绝缘介质包括所述介电绝缘成分Cl。22.根据权利要求19至21中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述转换器建筑物(I)是DC机房(42)，或者包含DC机房(42)，所述DC机房(42)由DC机房墙壁(420)包围，所述DC机房墙壁(420)具有所述DC机房开口(422)且容纳选自下者组成的组的至少一个DC电活性部件(421):切断开关、断路器、开关、DC滤波器，并且所述介电绝缘介质存在于所述DC机房(42)的至少一部分中，并且包括所述介电绝缘成分Cl。23.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述绝缘介质的压力至少为大约I巴，并且优选地包括高于I巴的略微过压。24.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，所述至少一个开口(402，412，422，...，512)允许接近封装的电活性部件(441，501)，特别是封装的开关设备(441，501)，并且所述介电绝缘成分Cl不同于六氟化硫SF6，并且特别地，所述介电绝缘介质包括空气或空气成分。25.根据前述权利要求中的任一项所述的转换器建筑物(I)，其特征在于，对所述至少一个房间(4 ；40-47)提供特别用于使所述介电成分Cb^Cn中的至少一个强制冷凝的冷却器件(171)，以冷却所述房间的墙壁(40 ；400-470)和/或内部空间。26.根据权利要求25所...

【专利技术属性】
技术研发人员：P特维伊施，N马迪扎德，M海廷恩，G埃里克斯森，A克拉梅，S诺尔加，TA保罗，U里伊彻特，JR斯文斯森，F迪克休伊曾，M恩戈德，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH