專利名稱：高電壓直流極線plc電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及高電壓直流輸電領(lǐng)域，具體為一種用于高壓直流輸電系統(tǒng)的高電壓直流極線PLC電容器，即濾除換流變壓器直流側(cè)頻率為30kHz 300kHz的諧波分量的濾 波器用電容器。
背景技術(shù)：
我國(guó)電力資源(水電、煤電)絕大部分集中在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，而經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)電力資源欠缺，再加上我國(guó)地域遼闊，這就決定了我國(guó)電力能源需要 長(zhǎng)距離大容量送電——西電東送。目前，世界上長(zhǎng)距離大容量送電的最新高端技術(shù)就是超高壓直流輸電(HVDC)。我 國(guó)從上世紀(jì)80年代中期開始從國(guó)外跨國(guó)公司引進(jìn)這種先進(jìn)的技術(shù)，首先在葛洲壩_上海 士 500kV直流輸電線路上并取得成功。此后又陸續(xù)建成了三峽-常州、三峽-廣東、三峽-上 海、天生橋-廣東、貴州-廣東等多條士500kV直流輸電線路?，F(xiàn)在正在籌建士SOOkV的云 南_廣東特高壓直流輸電線路。HVDC可以減小線路電能損耗，節(jié)約大量的電力能源；可以將不同電壓等級(jí)的區(qū)域 大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，這種柔性的區(qū)域大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可以極大提高電網(wǎng)的安全可靠性，避免類似美國(guó) 加州大停電的電網(wǎng)事故。HVDC系統(tǒng)的主設(shè)備包括換流變、換流閥、濾波電容器及控制系統(tǒng)等。目前其核心的 技術(shù)控制在跨國(guó)公司手中，如ABB、西門子和諾基亞等公司。主要依賴國(guó)外的HVDC技術(shù)不 利于我國(guó)電力能源的安全。因此，國(guó)家極力推動(dòng)HVDC技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化。國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)[2006]8 號(hào)文《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)》中列為第二項(xiàng)需要加快振興的重大技術(shù)裝 備的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目為“開展1000千伏特高壓交流和士800千伏直流輸電成套設(shè)備的研 制，全面掌握500千伏交直流和750千伏交流輸變電關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)?！痹谳旊娤到y(tǒng)中，輸電線路輸送電流的同時(shí)，還用之傳送載波信號(hào)。稱之為電力線載 波通信，英文為power-line carrier communication,縮寫為PLC通訊。這是世界上所有 電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。為了防止本直流輸電系統(tǒng)對(duì)附近交流輸電線路載波通 訊的干擾，需要使用直流PLC濾波電容器，濾除本系統(tǒng)直流側(cè)的30kHz 300kHz范圍內(nèi)的 PLC諧波分量，該濾波電容器接在換流站的直流側(cè)極母線上，電力行業(yè)內(nèi)稱其為直流極線 PLC電容器。這類電容器是由多節(jié)瓷套式電容器單元組成，具有爬電距離大，塔架高的特點(diǎn)。電 容器單元的箱殼內(nèi)有多個(gè)電容元件串并構(gòu)成的芯子，內(nèi)設(shè)有均壓電阻。瓷套式結(jié)構(gòu)的直流極線PLC電容器由于要適應(yīng)士500千伏甚至士800千伏的直流 高壓，要求爬電比距達(dá)到64mm/kV以上，而且爬電距離達(dá)到45米以上，電容器高達(dá)到15米 以上。目前單柱式高達(dá)15米以上的電容器的穩(wěn)定性難以解決，即使采用目前的高強(qiáng)瓷也難 以滿足如此高大的電容器瓷套的機(jī)械強(qiáng)度要求，另一方面特制瓷套的成本極高，使高電壓 直流PLC電容器的價(jià)格高達(dá)1000萬(wàn)元。[0009]為了解決我國(guó)超高壓直流輸電(HVDC)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，高壓直流輸電系統(tǒng)中的直流極線PLC電容器的研制是其中的關(guān)鍵。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種用于高壓直流輸電系統(tǒng)的高電壓直流極線PLC電容器，在電容器兩側(cè)增加絕緣子柱，絕緣子柱與電容器形成三角形立體結(jié)構(gòu)，爬電距離滿足 要求，有效地解決電容器的穩(wěn)定性問(wèn)題，且使產(chǎn)品的總成本大幅降低。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的高電壓直流極線PLC電容器，包括垂直疊放的電容器單元，電 容器元件連接而成的芯子位于瓷套管內(nèi)浸漬于絕緣浸漬劑中構(gòu)成電容器單元，電容器單元 內(nèi)裝有作為均壓元件的均壓電阻；7層 30層電容器單元垂直疊放成電容器柱，上端引出 高壓接線端子，下端引出低壓接線端子，還有2個(gè)7層 30層支柱絕緣子垂直疊放的絕緣 子柱，或者2個(gè)7層 30層電容器單元垂直疊放成電容器柱，或者1個(gè)7層 30層支柱絕 緣子垂直疊放的絕緣子柱和1個(gè)7層 30層電容器單元垂直疊放成電容器柱。三柱的每 層高度相同，總高度也相同，三柱底端固定于底座架，同一水平上三柱中心的連線形成三角 形。為保證穩(wěn)定性，同一水平上三柱中心連線形成的三角形，各邊的長(zhǎng)度為電容器單元直徑 的2 10倍，各個(gè)角為30° 90°，最佳方案為同一水平上三柱中心連線形成的三角形為 等邊三角形。為保證支撐的穩(wěn)定，所用支柱絕緣子的直徑為電容器單元直徑的0. 4 1. 1 倍。在頂層和每層或隔1 3層有構(gòu)架連接該層的電容器單元和支柱絕緣子，以使三 柱成為整體，提高本電容器的穩(wěn)定性。在三柱的頂層和靠近頂端的3 20層內(nèi)，電壓在 252kV以上，每層或隔1 3層裝設(shè)均壓環(huán)，以減小電暈的產(chǎn)生。構(gòu)架為三角形，構(gòu)架與該層的電容器單元和支柱絕緣子連接。均壓環(huán)為圓環(huán)形，均壓環(huán)與該層的構(gòu)架處于同一平面上、相互連接。均壓環(huán)的內(nèi)半 徑大于構(gòu)架外接圓的半徑與電容器單元半徑的和。均壓環(huán)與構(gòu)架之間有至少三根連接條連 接。電容器單元的瓷套管和支柱絕緣子，可以是防污型大小傘結(jié)構(gòu)，或者是等徑的或 不等徑的深棱型傘形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型高電壓直流極線PLC電容器的優(yōu)點(diǎn)為1、可用于覆蓋電壓為士500千 伏到士 1500千伏的直流輸電系統(tǒng)，對(duì)電容器單元瓷套機(jī)械強(qiáng)度的要求可大幅降低，無(wú)需使 用特制的高強(qiáng)瓷，電容器的成本降低十倍，而三角形的整體結(jié)構(gòu)大大提高了電容器穩(wěn)定性； 2、電容器單元內(nèi)設(shè)均壓電組，外設(shè)均壓環(huán)，安裝使用方便。

圖1為本高電壓直流極線PLC電容器實(shí)施例的正視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本高電壓直流極線PLC電容器實(shí)施例的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本高電壓直流極線PLC電容器實(shí)施例的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1中電容器單元結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)為1、均壓環(huán)，2、支柱絕緣子，3、電容器單元，3-1、芯子，3-2、均壓電阻，3-3、瓷套管，4、構(gòu)架，5、底座架，6、低壓出線端子，7、高壓出線端子，8、連接條。 具體實(shí)施方式
本高電壓直流極線PLC電容器的實(shí)施如圖1至圖4所示，包括垂直疊放的電容器單元3，電容器元件連接而成的芯子3-1位于瓷套管3-3內(nèi)浸漬于絕緣浸漬劑中構(gòu)成電容器 單元3，電容器單元3內(nèi)裝有作為均壓元件的分布式均壓電阻3-2 ； 11層電容器單元3垂直 疊放成電容器柱，上端引出高壓接線端子7，下端引出低壓接線端子6，還有2個(gè)11層支柱 絕緣子2垂直疊放的絕緣子柱，所用支柱絕緣子的直徑為電容器單元直徑的0. 5倍。三柱 的每層高度相同，總高度也相同，三柱底端固定于槽鋼制作的底座架5，同一水平上三柱中 心的連線形成三角形，該三角形為等邊三角形，邊長(zhǎng)為電容器單元3直徑的4倍。頂層及每隔1層有三角形構(gòu)架4連接該層的電容器單元3和兩個(gè)支柱絕緣子2， 使三柱成為整體，構(gòu)架4可以采用鋼板或型鋼制作。高壓端的頂端三層的電壓在252kV以 上，頂層和靠近頂端的二層和三層之間，裝設(shè)圓環(huán)形均壓環(huán)1，以減小電暈的產(chǎn)生。均壓環(huán)1 的內(nèi)半徑大于構(gòu)架4外接圓的半徑與電容器單元3半徑的和。均壓環(huán)1的直徑和電容器單 元3的瓷套管管徑均根據(jù)電場(chǎng)計(jì)算確定，以抑制電暈的產(chǎn)生。頂層的均壓環(huán)1與頂層的構(gòu) 架4處于同一平面連接。二層和三層之間的均壓環(huán)1與二層和三層之間的構(gòu)架4處于同一 平面，各層的均壓環(huán)1與構(gòu)架4之間有三根連接條8連接。本例的電容器單元3的瓷套管的總爬電距離為43500毫米，整體高度為15米。也可采用3個(gè)相同的11層的電容器柱，或采用2個(gè)相同的11層的電容器柱和1 個(gè)11層的絕緣子柱，其結(jié)構(gòu)與本例相同。電容器單元3的瓷套管和支柱絕緣子2，可以是防污型大小傘結(jié)構(gòu)，或者是等徑的 或不等徑的深棱型傘形結(jié)構(gòu)。上述實(shí)施例，僅為對(duì)本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的 具體個(gè)例，本實(shí)用新型并非限定于此。凡在本實(shí)用新型的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求高電壓直流極線PLC電容器，包括垂直疊放的電容器單元(3)，電容器元件連接而成的芯子(3-1)位于瓷套管(3-3)內(nèi)浸漬于絕緣浸漬劑中構(gòu)成電容器單元(3)，電容器單元(3)內(nèi)裝有均壓電阻(3-2)；7層～30層電容器單元(3)垂直疊放成電容器柱，上端引出高壓接線端子(7)，下端引出低壓接線端子(6)，其特征在于還有2個(gè)7層～30層支柱絕緣子(2)垂直疊放的絕緣子柱，或者2個(gè)7層～30層電容器單元(3)垂直疊放成電容器柱，或者1個(gè)7層～30層支柱絕緣子(2)垂直疊放的絕緣子柱和1個(gè)7層～30層電容器單元(3)垂直疊放成電容器柱，三柱的每層高度相同，總高度也相同，三柱底端固定于底座架(5)，同一水平上三柱中心的連線形成三角形，頂層和每層或隔1～3層有構(gòu)架(4)連接該層的電容器單元(3)和支柱絕緣子(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述三柱的電壓在252kV以上的頂層和靠近頂端的電壓在252kV以上的3 20層內(nèi)， 每層或隔1 3層裝設(shè)均壓環(huán)(1)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述同一水平上三柱中心連線形成的三角形，各邊的長(zhǎng)度為電容器單元(3)直徑的 2 10倍，各個(gè)角為30° 90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述三柱中心連線形成的三角形為等邊三角形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述支柱絕緣子(2)的直徑為電容器單元(3)直徑的0. 4 1. 1倍。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述構(gòu)架(4)為三角形，構(gòu)架(4)與該層的電容器單元(3)和支柱絕緣子(2)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述均壓環(huán)(1)為圓環(huán)形，均壓環(huán)(1)與該層的構(gòu)架(4)處于同一平面、相互連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述均壓環(huán)(1)的內(nèi)半徑大于構(gòu)架(4)外接圓的半徑與電容器單元半徑(3)的和，均 壓環(huán)(1)與構(gòu)架(4)之間有至少三根連接條(8)連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述電容器單元(3)的瓷套管(3-3)和支柱絕緣子(2)是防污型大小傘結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高電壓直流極線PLC電容器，其特征在于所述電容器單元(3)的瓷套管(3-3)和支柱絕緣子(2)是等徑的或不等徑的深棱型傘 形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型的高電壓直流極線PLC電容器，7～30層電容器單元垂直疊放成電容器柱，上下端分別引出高低壓接線端子，還有同樣層數(shù)同高的2個(gè)絕緣子柱，或者2個(gè)電容器柱，或者1個(gè)絕緣子柱和1個(gè)電容器柱。三柱底端固定于底座架，同一水平上三柱中心的連線形成三角形，該三角形各邊長(zhǎng)為電容器單元直徑的2～10倍，各角為30°～90°，最佳為等邊三角形。每層或隔1～3層有構(gòu)架連接該層的三個(gè)電容器單元和/或支柱絕緣子，使三柱成為整體，提高穩(wěn)定性。在電容器柱高壓端的頂層和靠近高壓端的20層內(nèi)，每層或隔1～3層裝設(shè)均壓環(huán)，以減小電暈的產(chǎn)生。本電容器對(duì)電容器單元瓷套機(jī)械強(qiáng)度的要求大幅降低，成本降低十倍，電容器穩(wěn)定性提高；安裝使用方便。
文檔編號(hào)H02J1/02GK201556941SQ20092016471
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月10日
發(fā)明者左強(qiáng)林, 廖斌, 李小燕, 梁琮, 王增文, 莫華明, 雷瓊艷, 黃有祥, 龍玉保 申請(qǐng)人:桂林電力電容器有限責(zé)任公司