一种±1100kV直流换流阀制造技术

本发明专利技术公开一种±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。

A + 1100kV DC converter valve

The invention discloses a (+1100kV) DC converter valve, which comprises a top shield cover, a bottom shield cover and even number of valve layers. The valve layers are arranged in a spiral ring structure from the bottom of the valve tower in succession around the ascending arrangement. The valve layers on the four sides of the valve tower are provided with valve layers components, and the two adjacent valve layers are vertically arranged, and the valve layers are fixed through connecting parts. . This kind of DC converter valve structure can overcome a series of problems caused by the \thin and high\ shape of the valve tower, improve the seismic performance and optimize the layout.

【技术实现步骤摘要】
一种±1100kV直流换流阀
本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的目的，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，本专利技术的解决方案是：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。上述阀层的冷却水路沿阀层外侧螺旋环绕布置。上述阀层的冷却水路的主水管在阀层内部为绝缘水管；相邻阀层连接处之间为金属水管，并充当阀层间的电气母排。还包括至少4组光纤槽，光纤槽沿阀层内侧垂直方向呈上下“S”型布置。上述顶部屏蔽罩和底部屏蔽罩的罩体中部至少开有1个孔洞，阀塔中间区域为垂直检修通道。采用上述方案后，本专利技术通过采用螺旋环形结构，利用了阀塔的四个面作为设备空间，减小了阀塔高度和所需阀厅高度，提高了抗震性能，优化了布局，同时阀塔中部布置垂直检修通道，便于携带工具、备品备件进行运维检修。附图说明图1是一种现有技术方案的阀塔主示意图；图2是另一种现有技术方案的阀塔主示意图；图3是本专利技术的一种实施例的主示意图；图4是图3所示实施例的两个相邻阀层示意图；图5是图3所示实施例的阀层分解示意图；图6是本专利技术的另一种实施例的主示意图；图7是图6所示实施例的四个相邻阀层示意图。具体实施方式以下将结合附图，对本专利技术的技术方案及有益效果进行详细说明。本专利技术提供一种±1100kV直流换流阀，如图3所示，包括顶部屏蔽罩7、底部屏蔽罩7和偶数个阀层1,其中，所述阀层1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1垂直错层布局，阀层1间通过连接件8连接固定。图5所示是本专利技术的一种实施结构，所述的阀层1水平呈“L”型布置，包括至少两个晶闸管组件4，至少两台阀电抗器5，阀层外侧设置侧面屏蔽罩9。如图4所示，相邻两个“L”型阀层1，首尾垂直错层相连，依次叠放，两个阀层1环绕阀塔一周。图7所示是本专利技术的另一种实施结构，其中，所述的阀层1水平呈“一”字型布置，包括至少一个晶闸管组件4，至少一台阀电抗器5，阀层1外侧设置侧面屏蔽罩9。如图6所示，相邻两个“一”型阀层1，首尾垂直错层连接，呈阶梯状螺旋布置，四个阀层1环绕阀塔一周。在以上两种实施结构中，侧面屏蔽罩9分为三段，通过电气设计保证满足屏蔽功能。在其它实施例中，侧面屏蔽罩9还可以以其他任意个数分段。所述的连接件8可采用绝缘拉杆或带伞裙的绝缘子，如图3所示，阀塔为悬吊式安装时，所述连接件8为柔性连接；若为立式安装时，则采用刚性连接。所述阀层的冷却水路沿阀层外侧螺旋环绕布置。水冷回路主水管2沿阀层外侧环绕上升，水冷回路主水管2包括进水和出水两路管路，在阀层1中间部分水管管体采用绝缘材料，在阀层1两端管体采用金属导电材料，可作为电气母排，实现相邻阀层的电气连接。这样可以节省材料成本，同时优化阀塔空间。在另一种实施例中，主水管2可以采用全绝缘的材料，相邻阀层1仍使用额外的金属母排连接。光纤槽3设置于阀塔内部，至少有四组，阀塔每面至少布置一组，光纤槽3用于铺设晶闸管及其他控制设备的通信光纤，光纤槽3沿阀层1内侧垂直方向呈上下的“S”型布置。顶部屏蔽罩7和底部屏蔽罩7的罩体至少开有1个孔洞，阀塔中部预留为垂直检修通道6，维修人员可携带工具及需更换的元器件通过乘坐吊篮垂直升降至指定位置进行阀塔的维护工作。综合上述，本专利技术一种±1100kV直流换流阀，具有以下改进：(1)本专利技术通过阀层的螺旋结构布置，利用阀塔的四个面布置阀层组件，相对降低了阀塔高度和所需阀厅的高度，电压等级很高时依然可以组成四重阀的形式，增大了晶闸管组件的密度，减少换流站整体阀塔和阀厅所需数量，减少设计和制造成本；(2)阀塔中间位置的垂直检修通道，利用升降机不仅方便实现，而且在维护工作进行时运维人员携带工具、备品备件也较为容易，升降机内四面阀层均可以涉及到；(3)阀层间的电气连接还可以借由金属水管实现，优化了空间，结构简单紧凑。以上实施例仅为说明本专利技术的技术思想，不能以此限定本专利技术的保护范围，凡是按照本专利技术提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本专利技术保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种±1100kV直流换流阀，包括顶部屏蔽罩、底部屏蔽罩和偶数个阀层,其特征在于：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。

【技术特征摘要】
1.一种±1100kV直流换流阀，包括顶部屏蔽罩、底部屏蔽罩和偶数个阀层,其特征在于：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。2.如权利要求1所述的一种±1100kV直流换流阀，其特征在于：所述阀层水平呈“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。3.如权利要求1所述的一种±1100kV直流换流阀，其特征在于：所述阀层水平呈“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。4.如权利要求2或3所述的一种±1100kV直流换流阀，其特征在于：所述阀层的侧面屏蔽罩至少分为两段独立的屏蔽罩。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：张福轩，余军，张翔，郭贤珊，刘杰，郑力，孙健，
申请(专利权)人：国家电网公司，南京南瑞继保电气有限公司，南京南瑞继保工程技术有限公司，常州博瑞电力自动化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11