CN110417043A - 适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法，包括整流侧和与之通过直流线路连接的逆变侧；整流侧和逆变侧各有A、B和N母线；整流侧对应的A母线与N母线、B母线与N母线之间分别连接有整流侧换流器；逆变侧对应的A母线与N母线、B母线与N母线之间分别连接有逆变侧换流器；整流侧对应的A母线、B母线和逆变侧对应的A母线、B母线与直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L1、L2和L3、L4；整流侧对应的A母线、B母线和逆变侧对应的A母线、B母线与直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L5、L6和L7、L8。能在完成直流***极性反转的同时，不改变直流线路电压极性，从而避免海底电缆击穿导致的不良影响。

Description

适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法

技术领域

本发明实施例涉及高压直流输电技术领域，尤其涉及一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法。

背景技术

高压直流输电技术，是一种通过将交流侧三相交流电通过整流侧换流器整流成直流电，通过直流线路传输到逆变侧换流器，再通过逆变侧换流器将直流电流逆变成三相交流电，从而实现电能远距离传输的一种输电技术。换流器可以通过改变触发角实现极性反转。

其中，极性反转就是通过改变整流侧和逆变侧换流器的触发角，实现功率反向流动。具体解释如下：

U_d＝U_di0cosα；

Ud为直流电压，Udi0为直流空载电压，可以假定为已常数，α是换流器触发角，因此，当触发角<90°时，换流器运行于整流状态，直流电压Ud>0，当触发角>90°时，换流器运行于逆变状态，直流电压Ud<0。

当原整流侧换流器触发角从90°以下变为90°以上，整流侧换流器将运行于逆变状态，其换流器输出直流电压极性将由﹢变﹣；同时原逆变侧换流器触发角从90°以上变为90°以下，逆变侧换流器将运行于整流状态，其换流器输出直流电压极性将由﹣变﹢；由于晶闸管的单向导通性，直流线路上直流电流的方向并不会改变，故此时直流线路功率方向将会反向。通过将直流线路电压极性改变，直流电流方向不变，从而实现功率流向的反向。

现有的直流输电***主接线方式，主要采用的接线方式如附图1所示，直流正负极直流线路两端分别连接在整流侧和逆变侧换流器顶部。直流线路通常由架空线路构成。然而这种接线方式仅适合于直流线路由架空线路构成的场景，而当架空线路与海底电缆连接时，如附图2所示，由于架空线路是裸导线，其外部并未包裹绝缘层，而海底电缆由于埋入海底，导线外部包裹有绝缘层，当电缆承受﹢极性电压时，如果此时电压极性突然由﹢变-，将大概率可能将海底电缆绝缘层击穿，从而对***造成极大破坏，导致直流停运，影响***稳定。因此，当直流线路有海底电缆存在时，直流极线上的电压极性在极线反转时不能改变，这样才能避免海底电缆击穿导致的不良影响，然而现有的接线方式没办法实现。

发明内容

本发明提供一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法，以解决现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，包括整流侧和逆变侧，所述整流侧与所述逆变侧之间用直流线路连接；其中，

所述整流侧和所述逆变侧各建有三条公共母线，分别为A母线、B母线和N母线；所述A母线和所述B母线均与所述直流线路连接，所述N母线与接地极线路连接；

所述整流侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有整流侧换流器；

所述逆变侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有逆变侧换流器；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L1、L2；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L3、L4；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L5、L6；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L7、L8。

进一步地，所述适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构中，所述直流线路由架空线和海底电缆构成。

进一步地，所述适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构中，所述直流线路的正极对应所述整流侧换流器的顶部和所述逆变侧换流器的底部，所述直流线路的负极对应所述逆变侧换流器的顶部和所述整流侧换流器的底部。

进一步地，所述适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构中，所述整流侧换流器和所述逆变侧换流器相同。

第二方面，本发明实施例提供一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线方法，采用第一方面所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构执行，所述方法包括：

极性反转前，直流功率从所述整流侧流向所述逆变侧，所述极线隔离开关L1、L3、L5和L7处于闭合状态，所述极线隔离开关L2、L4、L6、L8处于断开状态；

将所述整流侧、逆变侧逐渐减小功率直至闭锁；

断开极线隔离开关L1、L3、L5和L7；

闭合极线隔离开关L2、L4、L6和L8；

解锁换流器，将所述整流侧换流器改变触发角至90°以上，作逆变状态运行，且将所述逆变侧换流器改变触发角至90°以下，作整流状态运行，并逐渐将直流功率升至正常水平。

本发明实施例提供的一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构及方法，能够在完成直流***极性反转的同时，不改变直流线路电压极性，从而避免海底电缆击穿导致的不良影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是现有技术提供的现有直流输电***主接线方式的结构示意图；

图2是现有技术提供的现有直流输电***主接线方式的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构的结构示意图；

图4是本发明实施例二提供的一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线方法的流程示意图。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例一

请参考图3，本发明实施例提供一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，包括整流侧和逆变侧，所述整流侧与所述逆变侧之间用直流线路连接；其中，

所述整流侧和所述逆变侧各建有三条公共母线，分别为A母线、B母线和N母线；所述A母线和所述B母线均与所述直流线路连接，所述N母线与接地极线路连接；

所述整流侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有整流侧换流器；

所述逆变侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有逆变侧换流器；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L1、L2；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L3、L4；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L5、L6；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L7、L8。

其中，所述直流线路由架空线和海底电缆构成。

具体的，所述直流线路的正极对应所述整流侧换流器的顶部和所述逆变侧换流器的底部，所述直流线路的负极对应所述逆变侧换流器的顶部和所述整流侧换流器的底部。

所述整流侧换流器和所述逆变侧换流器相同。

本发明实施例提供的一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，能够在完成直流***极性反转的同时，不改变直流线路电压极性，从而避免海底电缆击穿导致的不良影响。

实施例二

请参考图4，本发明实施例二提供一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线方法，采用实施例一所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构执行，所述方法包括：

S101、极性反转前，直流功率从所述整流侧流向所述逆变侧，所述极线隔离开关L1、L3、L5和L7处于闭合状态，所述极线隔离开关L2、L4、L6、L8处于断开状态。

S102、将所述整流侧、逆变侧逐渐减小功率直至闭锁。

具体的，为了极线隔离开关能够可靠动作，将所述整流侧、逆变侧逐渐减小功率直至闭锁，而闭锁的含义为：直流功率为0，所述整流侧换流器和所述逆变侧换流器均不导通，直流电流减小为0。

S103、断开极线隔离开关L1、L3、L5和L7。

需要说明的是，这里断开顺序不作要求。

S104、闭合极线隔离开关L2、L4、L6和L8。

需要说明的是，这里闭合顺序不作要求。

S105、解锁换流器，将所述整流侧换流器改变触发角至90°以上，作逆变状态运行，且将所述逆变侧换流器改变触发角至90°以下，作整流状态运行，并逐渐将直流功率升至正常水平。

在上述操作过程中，虽然整流侧换流器和逆变侧换流器输出电压极性均已反向，但由于极线隔离开关的刀闸操作，使得直流极线上的电压极性并未改变，因此不会影响海底电缆的绝缘。

本发明实施例提供的一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线方法，能够在完成直流***极性反转的同时，不改变直流线路电压极性，从而避免海底电缆击穿导致的不良影响。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

当元件或者层称为是“在……上”、“与……接合”、“连接到”或者“联接到”另一个元件或层，其可以是直接在另一个元件或者层上、与另一个元件或层接合、连接到或者联接到另一个元件或层，也可以存在介于其间的元件或者层。与此相反，当元件或层称为是“直接在……上”、“与……直接接合”、“直接连接到”或者“直接联接到”另一个元件或层，则可能不存在介于其间的元件或者层。其他用于描述元件关系的词应当以类似的方式解释(例如，“在……之间”和“直接在……之间”、“相邻”和“直接相邻”等)。在此使用的术语“和/或”包括该相关联的所罗列的项目的一个或以上的任一和所有的组合。虽然此处可能使用了术语第一、第二、第三等以描述各种的元件、组件、区域、层和/或部分，这些元件、组件、区域、层和/或部分不受到这些术语的限制。这些术语可以只用于将一个元件、组件、区域或部分与另一个元件、组件、区域或部分区分。除非由上下文清楚地表示，在此使用诸如术语“第一”、“第二”及其他数值的术语不意味序列或者次序。因此，在下方论述的第一元件、组件、区域、层或者部分可以采用第二元件、组件、区域、层或者部分的术语而不脱离该示例实施例的教导。

空间的相对术语，诸如“内”、“外”、“在下面”、“在……的下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，在此可出于便于描述的目的使用，以描述如图中所示的一个元件或者特征和另外一个或多个元件或者特征之间的关系。空间的相对术语可以意指包含除该图描绘的取向之外该装置的不同的取向。例如如果翻转该图中的装置，则描述为“在其他元件或者特征的下方”或者“在元件或者特征的下面”的元件将取向为“在其他元件或者特征的上方”。因此，示例术语“在……的下方”可以包含朝上和朝下的两种取向。该装置可以以其他方式取向(旋转90度或者其他取向)并且以此处的空间的相对描述解释。

Claims (5)

1.一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，其特征在于，包括整流侧和逆变侧，所述整流侧与所述逆变侧之间用直流线路连接；其中，

所述整流侧和所述逆变侧各建有三条公共母线，分别为A母线、B母线和N母线；所述A母线和所述B母线均与所述直流线路连接，所述N母线与接地极线路连接；

所述整流侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有整流侧换流器；

所述逆变侧对应的所述A母线与所述N母线之间以及所述B母线与所述N母线之间分别连接有逆变侧换流器；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L1、L2；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的正极之间分别连接有极线隔离开关L3、L4；

所述整流侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L5、L6；

所述逆变侧对应的所述A母线、B母线与所述直流线路的负极之间分别连接有极线隔离开关L7、L8。

2.根据权利要求1所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，其特征在于，所述直流线路由架空线和海底电缆构成。

3.根据权利要求2所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，其特征在于，所述直流线路的正极对应所述整流侧换流器的顶部和所述逆变侧换流器的底部，所述直流线路的负极对应所述逆变侧换流器的顶部和所述整流侧换流器的底部。

4.根据权利要求1所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构，其特征在于，所述整流侧换流器和所述逆变侧换流器相同。

5.一种适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线方法，采用权利要求1～4任一项所述的适合架空线与海底电缆连接的高压直流主接线结构执行，其特征在于，所述方法包括：

极性反转前，直流功率从所述整流侧流向所述逆变侧，所述极线隔离开关L1、L3、L5和L7处于闭合状态，所述极线隔离开关L2、L4、L6、L8处于断开状态；

将所述整流侧、逆变侧逐渐减小功率直至闭锁；

断开极线隔离开关L1、L3、L5和L7；

闭合极线隔离开关L2、L4、L6和L8；

解锁换流器，将所述整流侧换流器改变触发角至90°以上，作逆变状态运行，且将所述逆变侧换流器改变触发角至90°以下，作整流状态运行，并逐渐将直流功率升至正常水平。