岑 韜 滕 海

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一種分體框架式換流閥功率單元結(jié)構(gòu)

岑 韜1滕 海2

（1. 中國(guó)南方電網(wǎng)超高壓輸電公司天生橋局，貴州興義 562400 2. 夢(mèng)網(wǎng)榮信科技集團(tuán)股份有限公司，遼寧鞍山 114051）

本文介紹了一種換流閥功率單元框架結(jié)構(gòu)，即分體框架結(jié)構(gòu)。通過(guò)與整體框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較，闡述了分體框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)。

整體框架結(jié)構(gòu)；分體框架結(jié)構(gòu)；操作維護(hù)

換流閥是直流輸電工程的核心設(shè)備。高壓直流換流閥一般為塔式結(jié)構(gòu)，即將若干組功率單元安裝到閥段框架中組成閥段單元，閥段單元逐層疊放通過(guò)高壓絕緣子連接成閥塔，若干組閥塔通過(guò)母排連接組成龐大的換流閥結(jié)構(gòu)。由于電壓很高，一般情況下閥段單元會(huì)疊放若干層，且底層閥段單元距離地面高度也很高，當(dāng)需要維護(hù)功率單元時(shí)，高空操作勢(shì)必會(huì)給操作者帶來(lái)難度，因此功率單元維護(hù)的便捷性非常重要。

分體框架式換流閥功率單元結(jié)構(gòu)是將功率單元中故障率相對(duì)較高的零部件設(shè)計(jì)成整體模塊化結(jié)構(gòu)，形成分體單元。在維護(hù)功率單元時(shí)只需將分體單元從閥段中拉出，即可實(shí)現(xiàn)快速更換。

1 作用機(jī)理

一般情況下，功率單元由電容器、閥串單元、控制箱及接觸器組成，其中電容器故障率相對(duì)較低，而閥串單元、控制箱、接觸器故障率相對(duì)較高。

傳統(tǒng)的柔性高壓直流輸電換流閥功率單元采用整體框架設(shè)計(jì)，即將電容器、閥串單元、控制箱及接觸器分別安裝到整體框架中，再將閥串單元與控制箱之間有電氣連接的部位通過(guò)相應(yīng)的導(dǎo)線連接起來(lái)。

功率單元之間的空間較小，且功率單元內(nèi)部器件布置比較緊湊，當(dāng)閥串單元、控制箱或接觸器出現(xiàn)故障需要維護(hù)時(shí)，在高空閥塔上把功率單元中的閥串單元、控制箱或接觸器拆下來(lái)更換是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的。因此一般情況下都是將故障功率單元整體拆下，然后用新的功率單元進(jìn)行整體更換。功率單元中電容器自重很重，如果跟隨功率單元一同更換，就勢(shì)必會(huì)給維護(hù)帶來(lái)不便。

功率單元分體框架結(jié)構(gòu)打破了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)理念，將故障率相對(duì)較高的閥串單元、控制箱、接觸器安裝到單獨(dú)的框架上，將相互電氣導(dǎo)線連接完整，形成獨(dú)立的功能模塊，即分體單元。這樣功率單元由四部分結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成兩部分結(jié)構(gòu)，即電容器和分體單元，如圖1所示。

下面簡(jiǎn)述電容器和分體單元的維護(hù)過(guò)程。

1.1 電容器的維護(hù)

由于電容器的故障率較低，所以電容器采用固定式連接，即通過(guò)螺栓將電容器固定在功率單元框架上。當(dāng)電容器出現(xiàn)故障時(shí)，將功率單元整體拆下進(jìn)行更換。

1.2 分體單元的維護(hù)

功率單元下框架的上方設(shè)有滑道，分體單元上方設(shè)有拉手，分體單元可以通過(guò)滑道推入功率單元中與電容器對(duì)接。在閥串單元、控制箱或接觸器出現(xiàn)故障時(shí)，將電容器與分體單元的對(duì)接點(diǎn)斷開(kāi)，即可以將分體單元從功率單元中拉出，從而實(shí)現(xiàn)快速更換。

2 歸納分析

與傳統(tǒng)的整體框架相比，分體框架設(shè)計(jì)具有以下幾大優(yōu)勢(shì)。

1）閥串單元、控制箱及接觸器采用分體式設(shè)計(jì)，可通過(guò)拉手拉出功率單元單獨(dú)維護(hù)，操作簡(jiǎn)單，省時(shí)省力，提高了功率單元的可維護(hù)性。

2）在維護(hù)閥串單元、控制箱及接觸器時(shí)，無(wú)需將電容器一同拆卸，提高了電容器使用周期，降低了維護(hù)成本。

3）對(duì)于自重大、故障率低的電容器可固定不動(dòng)，減少了維護(hù)工作量，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

3 結(jié)論

分體框架式換流閥功率單元結(jié)構(gòu)在一定程度上提高了功率單元的維護(hù)效率，降低了維護(hù)成本。建議有關(guān)技術(shù)單位，進(jìn)一步開(kāi)展調(diào)查研究工作，將分體框架式換流閥功率單元結(jié)構(gòu)組織推廣。

[1] 于慶禎, 李鋒. 電氣設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手冊(cè)[M]. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.

[2] 李紅軍, 劉亞磊. 智能變電站一次設(shè)備新技術(shù)[J]. 電氣技術(shù), 2015, 16(12): 119-123.

[3] 楚開(kāi)明. 智能變電站運(yùn)行維護(hù)管理[J]. 電氣技術(shù), 2014, 15(7): 100-102.

[4] 林呈輝, 劉寶誠(chéng), 張海濤, 等. 一種適用于遠(yuǎn)距離輸電的柔性直流輸電系統(tǒng)[J]. 電氣技術(shù), 2014, 15(9): 58-62.

[5] 肖立業(yè), 林良真. 超導(dǎo)輸電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2015, 30(7): 1-9.

[6] 王建華, 張國(guó)鋼, 耿英三, 等. 智能電器最新技術(shù)研究及應(yīng)用發(fā)展前景[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào), 2015, 30(9): 1-11.

岑 韜（1988-），男，貴州省興義市人，助理工程師，主要從事高壓直流輸電控制系統(tǒng)運(yùn)維工作。