[发明专利]双极柔性直流海上换流站阀厅的布置结构及尺寸确定方法

说明书

本发明涉及双极柔性直流海上换流站阀厅的布置结构及尺寸确定方法，用于填补国内对称双极海上换流站设计的空白，对称双极海上柔性直流换流站的柔性直流阀厅内布置有换流阀、阀交流侧避雷器、阀交流侧接地开关、阀交流侧电流测量装置、阀直流侧避雷器、阀直流侧接地开关、阀直流侧电流测量装置、直流穿墙套管等设备。本发明能够满足对称双极电气接线的工艺需求，同时电气布置简洁、紧凑，设备间连接合理，满足空气净距要求和设备检修要求，具有良好的运行可靠性和检修便利性，可极大的减小对称双极柔性直流海上换流站阀厅的尺寸，降低工程造价。能够解决远海风电送出过程中阀厅不易检修、海风电输送可用率低的技术问题。

技术领域

本发明涉及海上风电柔性直流输电工程技术领域，尤其涉及双极柔性直流海上换流站阀厅的布置结构及尺寸确定方法。

背景技术

柔性直流输电系统包括对称单极和双极两种接线方式。目前，世界范围内已投运的海风柔直输电工程均采用对称单极接线。对称单极接线简单，设备数量少，整体投资较低，但是如果直流系统任一元件发生故障将失去全部功率输送能力。

双极接线方式在直流侧发生单极设备故障时仍具备一半输送功率能力，适合应用于远离陆地、不易检修的大容量远海风电送出场景，能够提高海风电输送可用率。目前国内尚无对称双极海上换流站设计经验，且对称单极系统的布置结构及尺寸确定方法无法适用于对称双极系统中，因此，设计一种双极海上换流站用于远海风电送出是亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供双极柔性直流海上换流站阀厅的布置结构及尺寸确定方法，能够解决远海风电送出过程中阀厅不易检修、海风电输送可用率低的技术问题，同时阀厅布置清晰、简洁，可极大减小对称双极柔性直流海上换流站阀厅的尺寸。

为实现上述目的，本发明设计双极柔性直流海上换流站阀厅的布置结构，包括对称布置的至少两个阀厅；

每个阀厅均为中空结构，空腔内平行安装有三相桥臂，每个桥臂包括至少由两个串联的换流阀塔组成的换流阀组，沿换流阀组长度方向两侧分别为交流侧和直流侧；

所述换流阀组的交流侧通过阀交流侧连接导线依次连接有交流侧电压测量装置、交流侧避雷器、交流侧进线电缆终端、交流侧地刀；所述交流侧避雷器的端部通过阀交流侧连接导线与位于交流侧的换流阀塔连接；

所述换流阀组的直流侧通过阀直流侧连接导线依次连接有直流电流测量装置、直流侧避雷器、直流侧进线穿墙套管、直流侧地刀；所述直流侧进线穿墙套管的端部通过阀直流侧连接导线与位于直流侧的换流阀塔连接。

作为优选方案，所述交流侧电压测量装置、交流侧避雷器、交流侧进线电缆终端、交流侧地刀均安装在阀厅交流侧的地面上。

作为优选方案，所述交流侧避雷器、交流侧进线电缆终端的顶端均安装有阀交流侧连接金具。

作为优选方案，所述阀厅的顶部垂直安装有阀交流侧悬吊绝缘子，所述交流侧避雷器的端部通过阀交流侧连接导线经阀交流侧悬吊绝缘子与位于交流侧的换流阀塔连接。

作为优选方案，所述直流电流测量装置、直流侧避雷器均安装在阀厅直流侧的地面上，所述直流侧进线穿墙套管垂直安装在阀厅直流侧的顶部，所述直流侧地刀安装在阀厅直流侧的侧墙上。

作为优选方案，所述直流侧避雷器的顶端安装有阀直流侧连接金具。

本发明还设计双极柔性直流海上换流站阀厅的尺寸确定方法，包括以下步骤，

确定单个阀厅沿桥臂方向的水平长度尺寸为：L₁+L₂+L₃；

式中L₁为阀厅交流侧墙面至换流阀塔交流侧间净距，式中L₂为柔直换流阀桥臂长度，式中L₃为阀厅直流侧墙面至换流阀塔直流侧间净距；