换流站制造技术

一种用于将ＡＣ系统连接到ＨＶＤＣ输电线的换流站包括布置在两个分开的换流阀厅（４０、４１）中的至少两个换流器。换流站包括用于控制每个换流器的分开的控制装置（４９、５０）和用于为每个换流器提供辅助电力的分开的装置。为每个换流器布置用于控制总体工作状况的分开的装置（５１、５２）以使每个换流器自支持。换流阀厅被分开相当大的空间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
和现有技术本专利技术涉及一种换流站，用于将AC系统连接到HVDC输电线，所 述换流站包括至少两个换流器，其布置在分开的换流阀厅中，并且每个换 流器具有用于连接所述输电线的DC侧和用于连接所述AC系统的AC侧， 所述换流站包括配置为控制所述换流器的操作的控制设备，用于为所述 换流器提供辅助电力的装置，以及用于控制所述换流器的总体工作状况如 冷却其部件的装置。本专利技术不限于地和所述HVDC (高压直流，High Voltage Direct Current)输电线的极之间的任何特定等级的电压，但是本专利技术尤其适用 于500kV以上这样的电压，这意味着所述输电线传输相当大的功率，并 且换流站所属的输电系统需要非常高水平的可靠性。本专利技术也不限于通过 所述输电线的极的任何特定等级的电流，但是所述输电线的额定电流优选 为lkA以上。在图1中示意性地示出了这种类型的HVDC输电系统的总体设计。 示出了换流站1、 2是如何布置在HVDC输电线3的每一端的，该HVDC 输电线3具有两个极， 一个为正极4， 一个为负极5。 AC系统6通过变 压器7连接到每个换流站，用于获得所述AC系统的电压的合适电平。假 设连接到换流站1的AC系统是任意类型的具有发电机的发电厂形式的发 电系统，并且该换流站被设计为作为整流器工作，同时假设连接到换流站 2的AC系统是连接到电力消费者如工业和居民社区的消费系统或网络， 并且假设该换流站作为逆变器工作。每个换流站具有两个换流器8、 9， 换流器8、 9中的每一个的DC侧一方面分别连接到所述两个极4、 5中的 相应极，另一方面连接到换流器共用的DC中性设备10,该DC中性设 备10的低压侧连接到地，用于在每个换流器上限定一定的电压。换流器 包括任何已知配置的例如12脉冲桥配置的若干电流阀。换流器可以是线 换向电流源换流器(line commutated Current Source Converter )，其中开 关元件如晶闸管在所述AC系统的AC电流的过零点处关断。换流器还可 以是强制换向电压源换流器(forced commutated Voltage Source Converter),其中所述开关元件是根据脉宽调制(PWM)模式控制的关断器件。HVDC输电系统相对于AC输电系统的优点在于，在两个换流站之 间的输电线中产生相当低的损耗，所述两个换流站位于该输电线的每一 端，然而与在AC输电系统中相比，换流站在HVDC输电系统中通常更 加昂贵。因此，HVDC输电系统通常用于传输经常是千兆瓦级的大功率。 这意味着，如果例如由于接地故障，这样的输电系统的整体或者一部分跳 闸，亦即不得不被断开，则对于所连接的AC系统的后果可能非常严重。 这样的大功率传输的跳闸能够通过功率干扰对电力网络产生破坏性影响， 例如其结果是负载脱落和断电(blackout),因此这种输电系统且进而其 换流站的主要问JHA传输的可靠性。故障能够总;UL生，但M当^^果 最小化，即应当使电力损失和实际损坏最小化。在引言中提到的所述辅助电力装置是用于向不同类型设备如用于冷 却换流阀的冷却设备提供电力的装置，这样的辅助电力的脱落(dropout) 将会在非常短的时间内如10秒的数量级之内导致有必要关闭至少部分的 换流站。这种在引言中限定的类型的具有至少两个分开的换流阀厅的已知换 流站使这些换流阀厅彼此紧接地建立，或者使这些换流阀厅之间具有控制 室，以共享所述控制设备和辅助电力装置以及所述用于控制换流器的总体 工作状况的装置。在发生了例如地震、火灾等极端事件的情况下，存在多 于一个建筑物受到影响的风险，使得相对于被限制到仅仅一个建筑物的这 样的事件的情况，电力和经济损失增大。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种引言中所限定类型的换流站，其中相对于已 知的这种换流站提高了传输的可靠性。根据本专利技术，这个目的是通过以下 获得的提供这样的换流站，其中，所述控制i殳备包括分开的控制装置， 用于控制所述换流站中的每个换流器，所述换流站具有用于为每个换流器 提供辅助电力的分开的装置，为每个换流器布置用于控制总体工作状况的 分开的装置以使每个换流器自支持，而且利用每个所述控制装置和与各个 换流阀厅相关联地布置的装置，使所述换流阀厅之间被分开相当大的空 间。由于每个换流器的自支持设计而使得换流阀厅之间被分开空间成为可能的这种物理分开，降低了多于一个的建筑物受到该建筑物中火灾等影 响的风险，从而使电力和经济损失最小化。这还使得更容易一次建立一个 换流阀厅，并且电力传输能够更早开始，并通过向其建立进一步的换流阀 厅而随时,皮扩大。根据本专利技术的实施例，所述换流站具有至少三个所述换流器，所述换 流器中的每一个布置在分开的换流阀厅中，所述换流站包括至少与换流器 的数目 一样多的分开的辅助电源，每个换流器被分配一个分开的辅助电源，而且在如下的情况下，这些辅助电源被连接成作为彼此的备用电源 如果分配给一个换流器的辅助电源发生故障，则分配g何的其它换流器 的辅助电源被连接成也向所述一个换流器传送辅助电力，同时通过其余的 一个或多个辅助电源提供冗余。这意味着即使在连接到换流器的任何的辅 助电源或者室中断的情况下，也可以继续向所述换流站中的设4^提供辅助 电力。才艮据本专利技术的另 一个实施例，所述换流站具有四个换流器和彼此用作 备用电源的四个所述辅助电源，这可以是针对双极HVDC输电系统的情 况，该双极HVDC输电系统具有串联连接在DC中性设备和每个极之间 的两个换流器，以能够在地和所述极之间获得600kV或者更高数量级的 电压。这意味着如果四个电源中的一个发生故障，只有该特定^l会受影响。 该极将以满负载继续工作，而没有冗余。另一个极将保持以满负载工作并 且具有完全的冗余。才艮据本专利技术的另 一个实施例，电源中的两个是通过独立于所述输电系 统的操作的电力网络连接到换流站的外部电源，两个是换流站中包括的电 源。根据本专利技术的另一个实施例，所述辅助电源被配置为具有5kV~ 15kV如大约10kV的电压。通过以10kV (而不是以较低的电压)配电换 流器功率，减小了线缆尺寸。根据本专利技术的另 一个实施例，换流站具有串联连接在所述输电线的正 极性极和接地的中性母线之间的两个所述换流器以及串联连接在输电线 的负极性极和所述中性母线之间的两个所述换流器。根据本专利技术的又一个实施例，每一个所述换流器包括串联连接的多个 换流阀和多个连接部件，所述多个连接部件通过分别连接到相继的所述换 流阀之间的所述串联连接的点而连接到所述换流器的AC侧，用于从所述换流阀厅引出到变压器，而且每个所述换流器在所述换流阀的两个相对侧 中的两侧都包括所述连接部件，并从而在所述换流阀厅的相对侧包括变压 器。这意味着换流站中这样的换流器中的换流阀可以以更紧凑的方式如以 四重阀而不是双重阀的方式布置，并且仍然获得在变压器连接之间存在足 够的电绝缘距离，因为这些连接在换流阀厅的每一侧比以前更少。然后， 有利的是，将属于每个换流器的所述变压器中的半数布置在换流阀厅的一 侧，半数布置在换流阀厅的另一侧。将这与两倍于换流阀的成列的所述阀 的布置组合，意味着可以将所述换流阀厅的长度减小到基本上一半，节省 了空间，同时简化了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将ＡＣ系统连接到ＨＶＤＣ输电线（３）的换流站，所述换流站包括至少两个换流器（８，９），其布置在分开的换流阀厅（４０，４１，６０，６１）中，并且每个换流器具有用于连接所述输电线的ＤＣ侧和用于连接所述ＡＣ系统（６）的ＡＣ侧，所述换流站包括：配置为控制所述换流器的操作的控制设备，用于为所述换流器提供辅助电力的装置，以及用于控制所述换流器的总体工作状况如冷却其部件的装置，　　　　其特征在于，所述控制设备包括分开的控制装置（４９，５０），用于控制所述换流站中的每个换流器，所述换流站具有用于为每个换流器提供辅助电力的分开的装置（７１～７４），为每个换流器布置用于控制总体工作状况的分开的装置以使每个换流器自支持，而且利用每个所述控制装置和与各个换流阀厅相关联地布置的装置，使所述换流阀厅（４０，４１，６０，６１）之间被分开相当大的空间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-1-18 60/759,5641.一种用于将AC系统连接到HVDC输电线(3)的换流站，所述换流站包括至少两个换流器(8，9)，其布置在分开的换流阀厅(40，41，60，61)中，并且每个换流器具有用于连接所述输电线的DC侧和用于连接所述AC系统(6)的AC侧，所述换流站包括配置为控制所述换流器的操作的控制设备，用于为所述换流器提供辅助电力的装置，以及用于控制所述换流器的总体工作状况如冷却其部件的装置，其特征在于，所述控制设备包括分开的控制装置(49，50)，用于控制所述换流站中的每个换流器，所述换流站具有用于为每个换流器提供辅助电力的分开的装置(71～74)，为每个换流器布置用于控制总体工作状况的分开的装置以使每个换流器自支持，而且利用每个所述控制装置和与各个换流阀厅相关联地布置的装置，使所述换流阀厅(40，41，60，61)之间被分开相当大的空间。2. 根据权利要求1所述的换流站，其特征在于，所述换流站具有至 少三个所述换流器，所述换流器中的每一个布置在分开的换流阀厅(40, 41， 60， 61)中，所述换流站包括至少与换流器的数目一样多的分开的辅 助电源(71~74),每个换流器被分配一个分开的辅助电源，而且在如下 的情况下，这些辅助电源被连接成作为彼此的备用电源如果分配给一个 换流器的辅助电源发生故障，则分配给任何的其它换流器的辅助电源被连 接成也向所述一个换流器传送辅助电力，同时通过其余的一个或多个辅助 电源提供冗余。3. 根据权利要求2所述的换流站，其特征在于，所述换流站具有四 个换流器(100 ~ 103 )和彼此用作备用电源的四个所述辅助电源(71 ~ 74 )。4. 根据权利要求3所述的换流站，其特征在于，所述辅助电源中的 两个(72， 73)是通过独立于所述输电系统的操作的电力网络连接到所述 换流站的外部电源，两个(71， 74)是所述换流站中包括的电源。5. 根据权利要求2 4中的任一项所述的换流站，其特征在于，所述 辅助电源(71~74)被配置为具有5kV 15kV如大约10kV的电压。6. 根据权利要求3所述的换流站，其特征在于，所述换流站具有串 联连接在所述输电线的正极性极(4)和接地的中性母线(42)之间的两 个所述换流器(100, 101)，以及串联连接在所述输电线的负极性极(5) 和所述中性母线之间的两个所述换流器(102， 103)。7. 根据前述权利要求中的任一项所述的换流站，其特征在于，每个 所述换流器包括串联连接的多个换流阀(11~14)，以及多个连接部件(17),所述多个连接部件(17)通过分别连接到相继的所述换流阀之间 的所述串联连接的点而连接到所述换流器的AC侧，用于从所述换流阀厅 引出到变压器(18 ),而且每个所述换流器在所述换流岡的两个相对侧(30, 31)中的两侧都包括所述连接部件(17)，并从而在所述换流阀厅的相对 侧包括变压器。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼尔斯努德斯特伦，佩尔H卡尔松，斯芬贝里隆，
申请(专利权)人：ABB技术有限公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]