特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011167842.8 (22)申请日 2020.10.27 (71)申请人 中国电力工程顾问集团中南电力设 计院有限公司 地址 430071 湖北省武汉市武昌区中南二 路12号 (72)发明人 韩毅博刘晓瑞夏泠风王丽杰 马亮陆洲杨金根彭开军 周国梁梁鹏陈宝平 (74)专利代理机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 代理人 陈家安 (51)Int.Cl. H02G 7/16(2006.01) H02J 3/36(2006.01) (54)发明名称 特高压多端直流换。

2、流站直流地线融冰电源 引接结构 (57)摘要 本发明公开了一种特高压多端直流换流站 直流地线融冰电源引接结构， 涉及高压直流换流 站工程技术领域。 它包括融冰电源正极母线和融 冰电源负极母线； 融冰电源正极母线分别与第一 特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流融 冰隔离开关电性连接； 第一特高压直流融冰隔离 开关与第一特高压直流极线出线跨线电性连接； 第三特高压直流融冰隔离开关与第三特高压直 流极线出线跨线电性连接； 本发明采用800kV 直流融冰隔离开关， 将融冰电源母线分别直接同 直流极线出线跨线连接， 实现多端直流系统两回 直流极线出线带电、 另两回直流极线出线停电融 冰的工况， 显著提。

3、高直流输电系统运行方式的灵 活性和可用率。 权利要求书2页 说明书5页 附图6页 CN 112271681 A 2021.01.26 CN 112271681 A 1.特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构， 其特征在于： 包括融冰电源正 极母线(1)和融冰电源负极母线(2)； 所述融冰电源正极母线(1)分别与第一特高压直流融冰隔离开关(31)和第三特高压直 流融冰隔离开关(33)电性连接； 所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)与第一特高压直流极线出线跨线(41)电性连 接； 所述第三特高压直流融冰隔离开关(33)与第三特高压直流极线出线跨线(43)电性连 接； 所述第一特高压直流融冰。

4、隔离开关(31)和第三特高压直流融冰隔离开关(43)连接后 与极1+800kV极母线(51)电性连接、 通过极1800kV金属回线转换隔离开关(61)与中性母 线设备(7)电性连接； 所述融冰电源负极母线(2)分别与第二特高压直流融冰隔离开关(32)和第四特高压直 流融冰隔离开关(34)电性连接； 所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)与第二特高压直流极线出线跨线(42)电性连 接； 所述第四特高压直流融冰隔离开关(34)与第四特高压直流极线出线跨线(44)电性连 接； 所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)和第四特高压直流融冰隔离开关(34)连接后 与极2-800kV极母线(52)电性连接、。

5、 通过极2800kV金属回线转换隔离开关(62)与中性母 线设备(7)电性连接。 2.根据权利要求1所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构， 其特征 在于： 所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)、 第二特高压直流融冰隔离开关(32)、 第三特 高压直流融冰隔离开关(33)、 第四特高压直流融冰隔离开关(34)结构相同， 均包括800kV 高压端接线端子(81)、 支持式800kV静触头(82)、 垂直伸缩刀臂(83)、 低压端接线端子 (84)、 操作机构(85)和钢支架(86)； 所述融冰电源正极母线(1)分别与第一特高压直流融冰隔离开关(31)的低压端接线端 子(84)和第三。

6、特高压直流融冰隔离开关(51)的低压端接线端子(84)电性连接； 所述融冰电 源负极母线(2)分别与第二特高压直流融冰隔离开关(32)的低压端接线端子(84)和第四特 高压直流融冰隔离开关(34)的低压端接线端子(84)电性连接； 所述第一特高压直流融冰隔离开关(31)的800kV高压端接线端子(81)与第一特高压 直流极线出线跨线(41)电性连接； 所述第二特高压直流融冰隔离开关(32)的800kV高压 端接线端子(81)与第二特高压直流极线出线跨线(42)电性连接； 所述第三特高压直流融冰 隔离开关(33)的800kV高压端接线端子(81)与第三特高压直流极线出线跨线(43)电性连 接； 。

7、所述第四特高压直流融冰隔离开关(34)的800kV高压端接线端子(81)与第四特高压 直流极线出线跨线(44)电性连接。 3.根据权利要求2所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构， 其特征 在于： 所述融冰电源正极母线(1)和融冰电源负极母线(2)均为支撑式管母型式； 所述第一 特高压直流融冰隔离开关(31)、 第二特高压直流融冰隔离开关(32)、 第三特高压直流融冰 隔离开关(33)、 第四特高压直流融冰隔离开关(34)均为垂直伸缩式。 4.根据权利要求3所述的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构， 其特征 在于： 所述高压端接线端子(81)、 支持式800kV静触头(8。

8、2)、 垂直伸缩刀臂(83)、 低压端接 权利要求书 1/2 页 2 CN 112271681 A 2 线端子(84)、 操作机构(85)均位于钢支架(86)上； 所述垂直伸缩刀臂(83)的中部可折叠展 开， 垂直伸缩刀臂(83)的底部可绕钢支架(86)旋转90 ， 垂直伸缩刀臂(83)的底部与低压端 接线端子(84)连接， 垂直伸缩刀臂(83)展开后顶部通过支持式800kV静触头(82)与高压 端接线端子(81)连接； 所述操作机构(85)控制垂直伸缩刀臂(83)折叠展开。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112271681 A 3 特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构 技术领域 。

9、0001 本发明涉及高压直流换流站工程技术领域， 更具体地说它是一种特高压多端直流 换流站直流地线融冰电源引接结构。 背景技术 0002 近年来， 随着两端直流输电技术日臻完善， 多端直流输电技术也在逐步被积极探 讨和研究。 多端直流输电系统由3个及以上换流站及连接换流站之间的高压直流输电线路 组成， 多端直流换流站至少具有2回以上直流极线出线。 它与交流系统有多个连接端口， 易 于搭建多端直流输电网络以实现向多个负荷中心供电， 且与达到同样工程目的而采用多条 端对端直流输电方案相比， 采用多端直流输电往往更为经济。 0003 2008年以来， 我国南方出现了历史上罕见的低温雨雪凝冻灾害， 对。

10、电网造成了极 大破坏， 大面积停电使国民经济及人民生活都受到严重影响。 为此相关部门及单位开展了 大量的抗冰研究及实践工作， 根据研究及实践情况表明， 采用融冰装置为绝缘化的直流地 线施加电流， 通过产生的焦耳热融冰是有效解决倒塔、 地线覆冰断线和支架受损、 导地线间 距离不够、 通信中断等事故的有效方案， 目前已广泛的应用于电网建设中。 直流地线融冰 时， 需将换流站内的融冰装置电源先引接至直流极线线路上， 再将需融冰的直流地线同直 流极线线路在站外通过短接线跨接， 形成融冰电流回路， 实现直流地线融冰。 0004 在特高压直流线路地线融冰领域， 目前国内仅有两端特高压直流换流站中装设直 流。

11、地线融冰装置的实施方案及工程案例， 仅可用于单回直流极线地线融冰， 尚无特高压多 端直流换流站多回直流极线地线融冰的电源引接方法。 0005 鉴于目前特高压多端直流输电系统更加广泛应用的趋势， 且多端直流存在比两端 直流更为复杂的直流地线融冰工况， 研发一种特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引 接结构很有必要。 发明内容 0006 本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足之处， 而提供一种特高压多端直流 换流站直流地线融冰电源引接结构。 0007 为了实现上述目的， 本发明的技术方案为： 特高压多端直流换流站直流地线融冰 电源引接结构， 其特征在于： 包括融冰电源正极母线和融冰电源负极母线；。

12、 0008 所述融冰电源正极母线分别与第一特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流 融冰隔离开关电性连接； 0009 所述第一特高压直流融冰隔离开关与第一特高压直流极线出线跨线电性连接； 所 述第三特高压直流融冰隔离开关与第三特高压直流极线出线跨线电性连接； 0010 所述第一特高压直流融冰隔离开关和第三特高压直流融冰隔离开关连接后与极1 +800kV极母线电性连接、 通过极1800kV金属回线转换隔离开关与中性母线设备电性连 接； 说明书 1/5 页 4 CN 112271681 A 4 0011 所述融冰电源负极母线分别与第二特高压直流融冰隔离开关和第四特高压直流 融冰隔离开关电性连接； 0。

13、012 所述第二特高压直流融冰隔离开关与第二特高压直流极线出线跨线电性连接； 所 述第四特高压直流融冰隔离开关与第四特高压直流极线出线跨线电性连接； 0013 所述第二特高压直流融冰隔离开关和第四特高压直流融冰隔离开关连接后与极 2-800kV极母线电性连接、 通过极2800kV金属回线转换隔离开关与中性母线设备电性连 接。 0014 在上述技术方案中， 所述第一特高压直流融冰隔离开关、 第二特高压直流融冰隔 离开关、 第三特高压直流融冰隔离开关、 第四特高压直流融冰隔离开关结构相同， 均包括 800kV高压端接线端子、 支持式800kV静触头、 垂直伸缩刀臂、 低压端接线端子、 操作机构 和。

14、钢支架； 0015 所述融冰电源正极母线分别与第一特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子 和第三特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子电性连接； 所述融冰电源负极母线分别 与第二特高压直流融冰隔离开关的低压端接线端子和第四特高压直流融冰隔离开关的低 压端接线端子电性连接； 0016 所述第一特高压直流融冰隔离开关的800kV高压端接线端子与第一特高压直流 极线出线跨线电性连接； 所述第二特高压直流融冰隔离开关的800kV高压端接线端子与 第二特高压直流极线出线跨线电性连接； 所述第三特高压直流融冰隔离开关的800kV高 压端接线端子与第三特高压直流极线出线跨线电性连接； 所述第四特高压直流融冰。

15、隔离开 关的800kV高压端接线端子与第四特高压直流极线出线跨线电性连接。 0017 在上述技术方案中， 所述融冰电源正极母线和融冰电源负极母线均为支撑式管母 型式； 所述第一特高压直流融冰隔离开关、 第二特高压直流融冰隔离开关、 第三特高压直流 融冰隔离开关、 第四特高压直流融冰隔离开关均为垂直伸缩式。 0018 在上述技术方案中， 所述高压端接线端子、 支持式800kV静触头、 垂直伸缩刀臂、 低压端接线端子、 操作机构均位于钢支架上； 所述垂直伸缩刀臂的中部可折叠展开， 垂直伸 缩刀臂的底部可绕钢支架旋转90 ， 垂直伸缩刀臂的底部与低压端接线端子连接， 垂直伸缩 刀臂展开后顶部通过支持。

16、式800kV静触头与高压端接线端子连接； 所述操作机构控制垂 直伸缩刀臂折叠展开。 0019 与现有技术相比， 本发明具有以下优点： 0020 1)本发明采用800kV直流融冰隔离开关， 将融冰电源母线分别直接同直流极线 出线跨线连接， 实现多端直流系统两回直流极线出线带电、 另两回直流极线出线停电融冰 的工况， 显著提高直流输电系统运行方式的灵活性和可用率。 0021 2)本发明采用的800kV直流融冰隔离开关为垂直伸缩式， 与现有技术相比， 其所需 布置位置更小， 且根据融冰电源母线电压较低的特点， 节省了一个触头所需的800kV支撑 绝缘子， 显著节约了设备成本和占地面积。 附图说明 0。

17、022 图1为本发明的接线图。 0023 图2为第一特高压直流融冰隔离开关、 第二特高压直流融冰隔离开关、 第三特高压 说明书 2/5 页 5 CN 112271681 A 5 直流融冰隔离开关、 第四特高压直流融冰隔离开关的正视图。 0024 图3为图2的右视图。 0025 图4为图2的俯视图。 0026 图5为本发明的平面布置图。 0027 图6为图5中A-A处的断面图。 0028 图7为现有技术的接线图。 0029 图8为现有技术中水平开启式直流隔离开关的正视图。 0030 图9为图8的右视图。 0031 图10为图8的俯视图。 0032 其中， 1-融冰电源正极母线， 2-融冰电源负极。

18、母线， 31-第一特高压直流融冰隔离 开关， 32-第二特高压直流融冰隔离开关， 33-第三特高压直流融冰隔离开关， 34-第四特高 压直流融冰隔离开关， 41-第一特高压直流极线出线跨线， 42-第二特高压直流极线出线跨 线， 43-第三特高压直流极线出线跨线， 44-第四特高压直流极线出线跨线， 51-极1+800kV极 母线， 52-极2-800kV极母线， 61-极1800kV金属回线转换隔离开关， 62-极2800kV金属回 线转换隔离开关， 7-中性母线设备， 81-800kV高压端接线端子， 82-支持式800kV静触 头， 83-垂直伸缩刀臂， 84-低压端接线端子， 85-操。

19、作机构， 86-钢支架， 91-极1+800kV直流出 线， 92-极2-800kV直流出线， 93-120kV融冰隔离开关， 94-120kV隔离开关， 95-极1中性 母线， 96-极2中性母线。 具体实施方式 0033 下面结合附图详细说明本发明的实施情况， 但它们并不构成对本发明的限定， 仅 作举例而已。 同时通过说明使本发明的优点将变得更加清楚和容易理解。 0034 参阅附图可知： 特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接结构， 其特征在于： 包括融冰电源正极母线1和融冰电源负极母线2； 0035 所述融冰电源正极母线1分别与第一特高压直流融冰隔离开关31和第三特高压直 流融冰隔离开。

20、关33电性连接； 0036 所述第一特高压直流融冰隔离开关31与第一特高压直流极线出线跨线41电性连 接； 所述第三特高压直流融冰隔离开关33与第三特高压直流极线出线跨线43电性连接； 0037 所述第一特高压直流融冰隔离开关31和第三特高压直流融冰隔离开关43连接后 与极1+800kV极母线51电性连接、 通过极1800kV金属回线转换隔离开关61与中性母线设 备7电性连接； 0038 所述融冰电源负极母线2分别与第二特高压直流融冰隔离开关32和第四特高压直 流融冰隔离开关34电性连接； 0039 所述第二特高压直流融冰隔离开关32与第二特高压直流极线出线跨线42电性连 接； 所述第四特高压。

21、直流融冰隔离开关34与第四特高压直流极线出线跨线44电性连接； 0040 所述第二特高压直流融冰隔离开关32和第四特高压直流融冰隔离开关34连接后 与极2-800kV极母线52电性连接、 通过极2800kV金属回线转换隔离开关62与中性母线设 备7电性连接。 0041 所述第一特高压直流融冰隔离开关31、 第二特高压直流融冰隔离开关32、 第三特 说明书 3/5 页 6 CN 112271681 A 6 高压直流融冰隔离开关33、 第四特高压直流融冰隔离开关34结构相同， 均包括800kV高压 端接线端子81、 支持式800kV静触头82、 垂直伸缩刀臂83、 低压端接线端子84、 操作机构8。

22、5 和钢支架86； 0042 所述融冰电源正极母线1分别与第一特高压直流融冰隔离开关31的低压端接线端 子84和第三特高压直流融冰隔离开关51的低压端接线端子84电性连接； 所述融冰电源负极 母线2分别与第二特高压直流融冰隔离开关32的低压端接线端子84和第四特高压直流融冰 隔离开关34的低压端接线端子84电性连接； 0043 所述第一特高压直流融冰隔离开关31的800kV高压端接线端子81与第一特高压 直流极线出线跨线41电性连接； 所述第二特高压直流融冰隔离开关32的800kV高压端接 线端子81与第二特高压直流极线出线跨线42电性连接； 所述第三特高压直流融冰隔离开关 33的800kV高。

23、压端接线端子81与第三特高压直流极线出线跨线43电性连接； 所述第四特 高压直流融冰隔离开关34的800kV高压端接线端子81与第四特高压直流极线出线跨线44 电性连接。 0044 所述融冰电源正极母线1和融冰电源负极母线2均为支撑式管母型式； 所述第一特 高压直流融冰隔离开关31、 第二特高压直流融冰隔离开关32、 第三特高压直流融冰隔离开 关33、 第四特高压直流融冰隔离开关34均为垂直伸缩式。 0045 所述高压端接线端子81、 支持式800kV静触头82、 垂直伸缩刀臂83、 低压端接线 端子84、 操作机构85均位于钢支架86上； 所述垂直伸缩刀臂83的中部可折叠展开， 垂直伸缩 刀。

24、臂83的底部可绕钢支架86旋转90 ， 垂直伸缩刀臂83的底部与低压端接线端子84连接， 垂 直伸缩刀臂83展开后顶部通过支持式800kV静触头82与高压端接线端子81连接； 所述操 作机构85控制垂直伸缩刀臂83折叠展开。 0046 电性连接包括管型母线、 软导线、 连接金具， 所有电性连接位置电位相同。 0047 现有两端特高压直流换流站直流线路地线融冰电源引接接线方案如图1所示， 由 于直流地线融冰时换流站仅有的两回直流极线出线均需停运， 故采用120kV隔离开关94 (典型中性母线电压等级， 根据不同工程条件可能取75kV、 50kV等其他数值)将融冰电 源母线接入直流中性母线。 再利。

25、用两端特高压直流换流站典型接线中的800kV金属回线 转换隔离开关， 将融冰电源母线与直流输电线路相连， 进而完成直流地线融冰电源的引接。 0048 本发明应用的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接方法接线方案如图2 所示， 以具有四回直流极线出线的特高压多端直流换流站为例， 若采用图1所示两端特高压 直流换流站直流线路地线融冰电源引接的接线方案， 融冰电源母线分别经800kV金属回 线转换隔离开关与直流输电线路相连， 地线融冰时全站四回直流极线出线均需停电， 无法 实现两回直流极线出线带电、 另两回直流极线出线停电融冰的工况。 因此， 本发明采用 800kV直流融冰隔离开关， 将融冰电源。

26、母线分别直接同直流极线出线跨线连接， 实现两回直 流极线出线带电、 另两回直流极线出线停电融冰的工况， 显著提高直流输电系统运行方式 的灵活性和可用率。 0049 本发明采用的800kV直流融冰隔离开关为垂直伸缩式， 如图3所示， 与如图4所示 的常规的800kV水平开启式直流隔离开关相比， 其所需布置位置更小， 且根据融冰电源母 线电压较低的特点， 节省了一个触头所需的800kV支撑绝缘子， 显著节约了设备成本和占 地面积。 说明书 4/5 页 7 CN 112271681 A 7 0050 本发明应用的特高压多端直流换流站直流地线融冰电源引接方案平面布置如图5 所示， 典型断面(各直流极线。

27、出线断面基本相同， 以第二特高压直流极线出线跨线断面为 例)如图6所示。 0051 其它未说明的部分均属于现有技术。 说明书 5/5 页 8 CN 112271681 A 8 图1 图2 说明书附图 1/6 页 9 CN 112271681 A 9 图3 图4 说明书附图 2/6 页 10 CN 112271681 A 10 图5 说明书附图 3/6 页 11 CN 112271681 A 11 图6 说明书附图 4/6 页 12 CN 112271681 A 12 图7 图8 说明书附图 5/6 页 13 CN 112271681 A 13 图9 图10 说明书附图 6/6 页 14 CN 112271681 A 14 。