專利名稱：多塔高壓直流濾波電容裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及高壓直流輸電技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于超高壓直流輸電和特 高壓直流輸電用的多塔高壓直流濾波電容裝置。
背景技術(shù)：
在電力系統(tǒng)，特別是超/特高壓直流輸電系統(tǒng)中，為了濾除系統(tǒng)直流側(cè)的交流諧 波分量，需要使用大量的直流濾波電容器裝置。多個電容器經(jīng)過一定的串并聯(lián)接后，直接接 到士500kV甚至士 IOOOkV的直流母線上。這些電容器裝置都需要采用分級絕緣，也就是每 兩層電容器之間及電容器和地之間必須用絕緣子隔開。由于電容器具有“隔直流、通交流” 的特點(diǎn)，所以在電容器組中，直流電壓按電阻分布。這就要求直流場中絕緣子的爬電比距較 大。試驗表明，直流場絕緣子的爬電比距要求至少達(dá)到54mm/kV以上，現(xiàn)在產(chǎn)品要求達(dá)到 66mm/kV以上。因此士SOOkV支架式多層電容器塔架的高度達(dá)到30m左右，整個塔架重量達(dá) 到50至70噸。這給電容器塔的抗震帶來極大的困難。目前支柱絕緣子已經(jīng)難以實現(xiàn)這么 高的抗震要求。如果將絕緣子等相關(guān)部件加粗，勉強(qiáng)可以達(dá)到抗震的要求，但仍存在安全問 題一是對于這么重要的設(shè)備，安全裕度太小，安全可靠性不高；二是絕緣子加粗后表面的 污穢電阻減小，直接影響電容器組的電壓分布，不利于電容器的安全運(yùn)行。目前，國產(chǎn)的直流濾波電容器的主要結(jié)構(gòu)方式有1)單塔支架式結(jié)構(gòu)。就是將電 容器安裝在一個架子上，經(jīng)多層分級絕緣直接接到超/特高壓直流母線上。這種結(jié)構(gòu)方式 的優(yōu)點(diǎn)是簡單易實施，技術(shù)也很成熟，是目前直流濾波電容器裝置的主導(dǎo)結(jié)構(gòu)方式。缺點(diǎn)是 適用電壓只能在士660kV及以下，而且單組容量不能太大；幻單塔懸吊式結(jié)構(gòu)。就是將電 容器安裝在一個懸吊的架子上，經(jīng)多層分級絕緣直接接到超/特高壓直流母線上。這種結(jié) 構(gòu)方式的優(yōu)點(diǎn)是避免了抗震問題，技術(shù)也很成熟。缺點(diǎn)是檢修困難，而且單組容量不能做得 太大。專利號為ZL 2009 2 0164713. 6的實用新型專利“高電壓直流極線PLC電容器”，
用同樣高度的7層 30層電容器單元垂直疊放成的電容器柱和7層 30層支柱絕緣子垂 直疊放的絕緣子柱，構(gòu)成三柱連體的整體結(jié)構(gòu)塔架，大大提高了高壓直流輸電系統(tǒng)電容器 裝置的穩(wěn)定性，對支柱絕緣子的機(jī)械強(qiáng)度要求降低，解決了抗震問題。此方案因其電容器柱 本身為瓷套式結(jié)構(gòu)，重量也較輕，抗震問題沒那么突出，但沒有考慮不平衡電流保護(hù)問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是設(shè)計一種多塔高壓直流濾波電容裝置，由3 5個電容器塔 相互連接，構(gòu)成多塔支架結(jié)構(gòu)，且每個電容器塔的每層臺架上有多臺電容器，各塔的電容器 串并聯(lián)構(gòu)成“H”型接線或II型接線，整體受力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，且每個電容器塔的接線形成獨(dú)立 的橋差不平衡電流保護(hù)或橫差不平衡電流保護(hù)，提高裝置內(nèi)部故障保護(hù)的可靠性。本實用新型設(shè)計的多塔高壓直流濾波電容裝置，每個電容器塔包括電容器單元、 臺架和支柱絕緣子，底座支柱絕緣子支承15層 50層臺架，每層臺架上有多臺電容器單元；本電容裝置包括有3 5個電容器塔，各塔的頂部臺架經(jīng)構(gòu)件相互連接，3 5個電容 器塔連接成為一個整體結(jié)構(gòu)。各電容器塔上的電容器單元一次接線為“H”型接線或者為II型接線。所述“H”型接線即為各電容器單元接為四個電容臂組成的電橋，每個電橋的中間 電位附近連接有電流互感器，組成橋差不平衡電流保護(hù)電路；所述II型接線即為各電容器 單元接為2個電容臂、低壓端接電流互感器，2臂并聯(lián)組成橫差不平衡電流保護(hù)電路。本方案中，每塔的每層臺架上有4臺 32臺電容器單元，每層的電容器單元串聯(lián) 為2串 8串，在每個塔架第7層 第35層引出不平衡電流的接電流互感器。各塔的頂部臺架經(jīng)高壓管母相互連接。每塔電壓在252kV以上的上部臺架層，每層或隔1 3層裝設(shè)均壓環(huán)。優(yōu)選方案為3個電容器塔構(gòu)成三塔棱形支架。每塔每層有8臺電容器單元，每層 的電容器單元串聯(lián)為4串，每塔的電容器單元一次接線為“H”型接線。其中一個濾波支路由2個電容器塔組成，2個電容器塔的電容器單元接為并聯(lián)雙 橋差不平衡電流保護(hù)電路，即三個電容器塔的電容器單元組成2個濾波支路。本實用新型多塔高壓直流濾波電容裝置的優(yōu)點(diǎn)為1、多塔結(jié)構(gòu)利用三角形受力結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性原理，將多個塔在頂部采用加強(qiáng)措施連接 在一起，使原來相互獨(dú)立的塔形成相互支撐的整體，同時減輕了單塔的受力載荷；另一方 面，多塔整體長細(xì)比得到大大地改善，重心更加穩(wěn)定，抗震性能大大提高；2、每塔獨(dú)自構(gòu)成橋差不平衡電流保護(hù)或橫差不平衡電流保護(hù)，與單塔結(jié)構(gòu)相比保 護(hù)單元的數(shù)量增加了，電容器裝置的保護(hù)可靠性也得到了提高；3、每層電容器單元的串聯(lián)數(shù)增加，單臺電容器單元的內(nèi)部元件串聯(lián)數(shù)減小、并聯(lián) 數(shù)增加，增加內(nèi)熔絲動作的可靠性，提高電容器裝置的運(yùn)行可靠性；4、增加每層電容器單元的串聯(lián)數(shù)，降低了單臺電容器單元的額定電壓，減小了單 臺電容器單元內(nèi)部的有功損耗，電容器單元的運(yùn)行溫升降低，也提高電容器裝置的運(yùn)行可 靠性；5、連接頂層臺架的高壓管母有利于降低帶電體的表面電場強(qiáng)度，減小電暈的發(fā)生。

圖1為本多塔高壓直流濾波電容裝置實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A向視圖；圖3為圖1的右視圖圖4為實施例1中“H”型接線一次原理圖；圖5為本實施2中的II型接線一次原理圖；圖6為實施例1的三塔電容濾波支路示意圖。圖內(nèi)標(biāo)號為1、高壓管母，2電容器單元，3、棒式支柱絕緣子，4、均壓環(huán)，5、聯(lián)接線，6、臺架，7、電 流互感器，8、底座支柱絕緣子，9、高壓引出端，10、低壓引出端。
具體實施方式
實施例1本多塔高壓直流濾波電容裝置實施例1如圖1至3所示，3個電容器塔構(gòu)成三塔棱 形支架。每個電容器塔包括電容器單元2、臺架6和支柱絕緣子，底座支柱絕緣子8支承30 層臺架6，各層臺架之間有棒式支柱絕緣子3，每層臺架6上有上有8臺電容器單元2、串聯(lián) 為4串；各塔的頂部臺架6經(jīng)高壓管母1相互連接，3個電容器塔連接成為一個整體結(jié)構(gòu)。每個電容器塔上的多層臺架上的電容器單元2經(jīng)聯(lián)接線5—次接線為“H”型接線。 “H”型接線一次原理圖如圖4所示，15層串聯(lián)的60臺電容器單元2為一個橋臂，4個橋臂連 接為電橋，在每塔的第15層，即電橋的中間電位處引出不平衡電流接電流互感器7，本例采 用光纖式電流互感器，也可以用純光電式電流互感器，或者是混合式的電流互感器，或者是 電子式電流互感器等等。如圖6所示，本例2個電容器塔的電容器構(gòu)成的電橋并聯(lián)為雙橋差不平衡電流保 護(hù)電路，即三個電容器塔的電容器單元組成2個濾波支路。圖中S表示串聯(lián)的電容器單元 的個數(shù)，P表示并聯(lián)的電容器單元的個數(shù)；TA表示電流互感器；LV表示低壓引出端，HV表示 高壓引出端。每塔第10層以上電壓高于252kV，每隔1 3層裝設(shè)均壓環(huán)4。本例第10、第13、 第16、第19、第21、第23、第25 第30層臺架均裝設(shè)均壓環(huán)4。在各電容器塔的頂端電容器單元2接高壓引出端9，底部的電容器單元2接低壓引 出端10。實施例2本多塔高壓直流濾波電容裝置實施例2，也有3個電容器塔，每個電容器塔上的電 容器單元2經(jīng)聯(lián)接線5 —次接線為II型接線。一次接線原理圖如圖5所示，30層串聯(lián)的 120臺電容器單元2在低壓端(電容器塔的底部)接電磁式電流互感器成為一臂，2臂并聯(lián) 成為橫差不平衡電流保護(hù)電路。其它結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。實施例3本多塔高壓直流濾波電容裝置實施例3，也有3個電容器塔，其中兩個電容器塔上 的電容器單元2經(jīng)聯(lián)接線5 —次接線為“H”型接線。另一個電容器塔上的電容器單元2 — 次接線為Π型接線。其它結(jié)構(gòu)均與實施例1相同。上述實施例，僅為對本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的 具體個例，本實用新型并非限定于此。凡在本實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，均包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.多塔高壓直流濾波電容裝置，每個電容器塔包括電容器單元O)、臺架(6)和支柱絕 緣子，底座支柱絕緣子(8)支承15層 50層臺架(6)，每層臺架(6)上有上有多臺電容器 單元⑵；其特征在于包括有3 5個電容器塔，各塔的頂部臺架經(jīng)構(gòu)件相互連接，3 5個電容器塔連接成 為一個整體結(jié)構(gòu)；各電容器塔上的電容器單元(2) —次接線為“H”型接線或者為II型接線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于每塔的每層臺架(6)上有4臺 32臺電容器單元2，每層的電容器單元O)串聯(lián)為2 串 8串。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于所述電容器塔上的電容器單元( 一次接線為“H”型接線，在每個塔架第7層 第35 層引出不平衡電流接電流互感器(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于所述電流互感器(7)為光纖式電流互感器、或者是光電式電流互感器、或者是混合式 電流互感器、或者是電子式電流互感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于所述電容器塔上的電容器單元( 一次接線為II型接線，在每個塔架底層引出不平衡 電流接電流互感器(7)。
6 根據(jù)權(quán)利要求5所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于所述電流互感器(7)為電磁式電流互感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于各塔的頂部臺架經(jīng)高壓管母(1)相互連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于每塔電壓在252kV以上的上部臺架層，每層或隔1 3層裝設(shè)均壓環(huán)(4)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于3個電容器塔構(gòu)成三塔棱形支架；每塔每層有8臺電容器單元O)，每層的電容器單元 (2)串聯(lián)為4串。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的多塔高壓直流濾波電容裝置，其特征在于其中2個電容器塔的電容器單元( 接為雙橋差不平衡電流保護(hù)電路。
專利摘要本實用新型為多塔高壓直流濾波電容器裝置，3～5個電容器塔，每塔15層～50層臺架，每層有4～32臺電容器單元；各塔的頂部臺架有高壓管母相互連接成為整體結(jié)構(gòu)。每塔的電容器單元一次接線為“H”型接線，或者“II”型接線。每塔的每層有4～32臺電容器單元，每層的電容器單元串聯(lián)為2～8串。每塔上部高壓的臺架每層或隔1～3層裝設(shè)均壓環(huán)。優(yōu)選方案為3個電容器塔，每塔每層有8臺電容器單元，串聯(lián)為4串接為“H”型接線。其中2個塔接為雙橋差不平衡電流保護(hù)電路。本電容裝置多塔結(jié)構(gòu)為相互支撐的整體，穩(wěn)定、抗震性能提高；每塔構(gòu)成橋差或橫差不平衡電流保護(hù)，提高了運(yùn)行可靠性。
文檔編號H02J1/02GK201877825SQ20102066732
公開日2011年6月22日 申請日期2010年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月18日
發(fā)明者左強(qiáng)林, 廖斌, 梁琮, 秦華忠, 趙彥軍, 雷瓊艷 申請人:桂林電力電容器有限責(zé)任公司