CN113728544A - Hvdc转换器站中的改进或涉及hvdc转换器站的改进 - Google Patents

Abstract

在高压直流（HVDC）功率传输领域中，一种用于与HVDC转换器站（10）的阀厅（12）中的转换器（14）相连接的单相三绕组转换器变压器（22），包括第一侧（36），所述第一侧（36）在使用中面向所述阀厅（12）。第一星形衬套（38）和第二星形衬套（40）从所述第一侧（36）突出，并且在使用中可连接到星形配置中的所述转换器（14）以及一个或多个另外的转换器变压器（22）。第一三角形衬套（42）和第二三角形衬套（44）也从所述第一侧（36）突出，并且在使用中可连接到三角形配置中的所述转换器（14）以及一个或多个另外的转换器变压器（22）。所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开，并且所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开。

Description

HVDC转换器站中的改进或涉及HVDC转换器站的改进

技术领域

本发明涉及用于与高压直流（HVDC）转换器站的阀厅中的转换器相连接的单相三绕组转换器变压器，并且涉及包括一个或多个这样的转换器变压器的HVDC转换器站。

背景技术

在HVDC功率传输网络中，交流（AC）功率通常被转换成直流（DC）功率以用于经由架空线路、海底线缆和/或地下线缆的传输。这种转换消除了对补偿由功率传输介质（即传输线路或线缆）施加的AC电容性负载效应的需要，并且降低了线路和/或线缆的每千米成本，并且因此当需要在长距离内传送功率时变得有成本效益。

在有必要将DC网络和AC网络互连的情况下，在功率传输网络中利用DC功率与AC功率之间的转换。在任何这样的功率传输网络中，在AC功率与DC功率之间的每个接口处都需要转换器，以便实现从AC到DC或者从DC到AC的所需转换。这样的转换器通常定位在HVDC转换器站的阀厅内，所述HVDC转换器站包括用于进一步促进所需功率转换的其它辅助设备（诸如一个或多个转换器变压器）。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供有用于与HVDC转换器站的阀厅中的转换器相连接的单相三绕组转换器变压器，所述转换器变压器包括：

第一侧，所述第一侧在使用中面向阀厅；

第一星形衬套和第二星形衬套，所述第一星形衬套和所述第二星形衬套从第一侧突出，并且在使用中可连接到星形配置中的转换器以及一个或多个另外的转换器变压器；以及

第一三角形衬套和第二三角形衬套，所述第一三角形衬套和所述第二三角形衬套也从第一侧突出，并且在使用中可连接到三角形配置中的转换器以及一个或多个另外的转换器变压器，

第一星形衬套和第二星形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开，并且

第一三角形衬套和第二三角形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开。

将第一星形衬套和第二星形衬套以及第一三角形衬套和第二三角形衬套两者在转换器变压器的第一侧上相对于彼此对角地间隔开（例如，不同于将相应的星形衬套对和三角形衬套对在第一侧上相对于彼此竖直地或水平地间隔开）有利地减少了在使用中以操作的方式将本发明的转换器变压器与一个或多个其它转换器变压器和转换器相连接所需要的衬套连接的数量，并且由此提供在关联的HVDC转换器站（在其内利用本发明的所述转换器变压器）的总体占用空间（footprint）上的减少。具有这样的减少的总体占用空间进而是期望的，因为它降低了HVDC转换器站的总成本。

这样的单相三绕组转换器变压器可备选地被定义为用于与HVDC转换器站的阀厅中的转换器相连接的单相三绕组转换器变压器，所述转换器变压器包括：

第一侧，所述第一侧在使用中面向阀厅；

第一星形衬套和第二星形衬套，所述第一星形衬套和所述第二星形衬套从第一侧突出，并且在使用中可连接到星形配置中的转换器以及一个或多个另外的转换器变压器；以及

第一三角形衬套和第二三角形衬套，所述第一三角形衬套和所述第二三角形衬套也从第一侧突出，并且在使用中可连接到三角形配置中的转换器以及一个或多个另外的转换器变压器，

其中，通过在第一侧上定义四边形，第一星形衬套和第二星形衬套以及第一三角形衬套和第二三角形衬套从第一侧突出，

第一星形衬套和第二星形衬套相对于彼此对角地间隔开，从而定义第一侧上的四边形的第一对角线，并且

第一三角形衬套和第二三角形衬套相对于彼此对角地间隔开，从而定义第一侧上的四边形的第二对角线。

可选地，所述四边形是矩形。

优选地，当从转换器变压器的第一侧对面看时，第一星形衬套位于第二星形衬套的上方并且位于第二星形衬套的左侧，并且第一三角形衬套位于第二三角形衬套的上方并且位于第二三角形衬套的右侧。

当从转换器变压器的第一侧对面看时，第一星形衬套可位于第二星形衬套的上方并且可位于第二星形衬套的右侧，并且第一三角形衬套可位于第二三角形衬套的上方并且可位于第二三角形衬套的左侧。

可选地，当从转换器变压器的第一侧对面看时，第二星形衬套位于第一星形衬套的上方并且位于第一星形衬套的左侧，并且第二三角形衬套位于第一三角形衬套的上方并且位于第一三角形衬套的右侧。

在本发明的另一优选实施例中，当从转换器变压器的第一侧对面看时，第二星形衬套位于第一星形衬套的上方并且位于第一星形衬套的右侧，并且第二三角形衬套位于第一三角形衬套的上方并且位于第一三角形衬套的左侧。

前述配置中的每一个配置有益地引起在衬套连接的所需数量上的前述减少以及在转换器站（转换器变压器在使用中与其相关联）的总体占用空间上的相应而生的减少。

优选地，转换器变压器的第一侧相对于支撑表面（转换器变压器在使用中位于其上）竖直地延伸，并且第一星形衬套和第二星形衬套以及第一三角形衬套和第二三角形衬套中的至少一个相对于第一侧在竖直平面和水平平面中的一者或两者内成角度地突出。

在本发明的另一优选实施例中，所述衬套中的所有都相对于转换器变压器的第一侧在竖直平面和水平平面中的一者或两者内成角度地突出。

这样的布置是有利的，因为它们进一步以减少它们所需的总体体积（volume）的方式来协助优化本发明的转换器变压器所需的衬套连接。

可选地，转换器变压器的第一侧相对于支撑表面（转换器变压器在使用中位于其上）竖直地延伸，并且第一星形衬套和第二星形衬套以及第一三角形衬套和第二三角形衬套中的至少一个相对于第一侧垂直地突出。

在本发明的优选实施例中，衬套中的所有都从转换器变压器的第一侧垂直地突出。

这样的布置是有利的，因为它们简化了转换器变压器的制造。

可选地，衬套中的一个或多个在使用中延伸到关联的阀厅中。

使一个或多个衬套这样延伸准许将本发明的转换器变压器与要容纳在阀厅（转换器位于其中）内的其它转换器站设备进行互连所需的衬套连接，并且因此提供了阀厅的总体占用空间上的减少，这又具有有益的成本意义。

根据本发明的第二方面，提供有包括阀厅的HVDC转换器站，在所述阀厅内容纳有转换器，所述转换器具有与其相连接的至少一个单相三绕组转换器变压器，至少一个转换器变压器包括：

第一侧，所述第一侧面向阀厅；

第一星形衬套和第二星形衬套，所述第一星形衬套和所述第二星形衬套从第一侧突出，所述星形衬套与转换器相连接，并且可连接到星形配置中的一个或多个另外的转换器变压器；以及

第一三角形衬套和第二三角形衬套，所述第一三角形衬套和所述第二三角形衬套也从第一侧突出，所述三角形衬套与转换器相连接，并且可连接到三角形配置中的一个或多个另外的转换器变压器，

第一星形衬套和第二星形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开，并且

第一三角形衬套和第二三角形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开。

在本发明的HVDC转换器站中包括至少一个这样的转换器变压器允许所述转换器站相比于传统转换器站具有减少的总体占用空间，并且因此有助于降低所述转换器站的总成本。

在本发明的又一优选实施例中，所述转换器具有与其相连接的三个单相三绕组转换器变压器，每个转换器变压器包括：

第一侧，所述第一侧面向阀厅；

第一星形衬套和第二星形衬套，所述第一星形衬套和所述第二星形衬套从第一侧突出，所述星形衬套与星形配置中的其它转换器变压器中的两个以及转换器相连接；以及

第一三角形衬套和第二三角形衬套，所述第一三角形衬套和所述第二三角形衬套也从第一侧突出，所述三角形衬套与三角形配置中的其它转换器变压器中的两个以及转换器相连接，

第一星形衬套和第二星形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开，并且

第一三角形衬套和第二三角形衬套在第一侧上相对于彼此对角地间隔开。

这样的转换器站（以及更特别地在其中包括三个所述单相三绕组转换器站）提供了此类具有最优减少的总体占用空间并且因此具有最小化成本的站。

附图说明

现在，接下来有通过非限制性示例的方式的本发明的优选实施例的简要描述，其中对以下附图作出参考，在附图中：

图1示出根据本发明第一实施例的HVDC转换器站的示意图；

图2示出根据本发明第二实施例的从转换器变压器的第一侧对面的正视图；

图3（a）示意性地图示图2中示出的转换器变压器的第一侧上的星形衬套和三角形衬套的配置；

图3（b）示意性地图示根据本发明第三实施例的转换器变压器的第一侧上的星形衬套和三角形衬套的配置；

图3（c）示意性地图示根据本发明第四实施例的转换器变压器的第一侧上的星形衬套和三角形衬套的配置；

图3（d）示意性地图示根据本发明第五实施例的转换器变压器的第一侧上的星形衬套和三角形衬套的配置；

图4示出根据本发明第六实施例的HVDC转换器站的示意等距图，所述HVDC转换器站包括三个图3（b）中示出的转换器变压器；以及

图5示出从图2中示出的转换器变压器的第二侧（邻近第一侧）的正视图。

具体实施方式

根据本发明第一实施例的HVDC转换器站在图1中示意性地示出。

第一转换器站10^Ⅰ包括阀厅12，在所述阀厅12内定位有转换器14。在示出的示例中，转换器14是包括十二个晶闸管阀16的线路换向转换器，所述十二个晶闸管阀16中的每一个由串联连接的多个晶闸管（未示出）组成，并且所述十二个晶闸管阀16被布置在已知的四裂爿18布置中。本发明的其它实施例可包括不同类型的转换器和/或具有阀的不同配置的转换器。

在任何情况下，转换器14都连接到DC网络20。

第一转换器站10^Ⅰ附加地包括三个根据本发明第二实施例的单相三绕组转换器变压器22^Ⅱ。

每个转换器变压器22^Ⅱ升高AC网络24的一个相A、B、C的电压，并且为此包括与AC网络24的对应相A、B、C连接的第一绕组26A、26B、26C。

每个转换器变压器22^Ⅱ进一步包括以星形绕组30形式的第二绕组28以及以三角形绕组34形式的第三绕组32。如图1中所示意性地示出，相应的转换器变压器22^Ⅱ的星形绕组30和三角形绕组34彼此互连，并且与对应星形配置和三角形配置中的转换器14互连。

更特别地，每个转换器变压器22^Ⅱ包括例如如图2中所示的第一侧36，所述第一侧36面向阀厅12，并且以下项从所述第一侧36突出：（i）促进转换器变压器22与转换器14之间的前述星形连接的第一星形衬套38和第二星形衬套40，以及（ii）促进转换器变压器22与转换器14之间的前述三角形连接的第一三角形衬套42和第二三角形衬套44。

如图2中所示，在每个转换器变压器22^Ⅱ中的第一星形衬套38和第二星形衬套40在转换器变压器22^Ⅱ的第一侧36上相对于彼此对角地间隔开，并且第一三角形衬套38和第二三角形衬套40也在第一侧36上相对于彼此对角地间隔开。

更特别地，当从第一侧36的对面看时（即如图3（a）中所示意性地示出），如果在位于与每个转换器变压器22^Ⅱ的第一侧36重合的4象限网格46上表示每个衬套38、40、42、44的四个可能位置，那么第一星形衬套38位于第二星形衬套40的上方且位于第二星形衬套40的左侧，并且第一三角形衬套42位于第二三角形衬套44的上方且位于第二三角形衬套44的右侧。

因此换言之，通过在第一侧（36）上定义四边形，第一星形衬套38和第二星形衬套40以及第一三角形衬套42和第二三角形衬套44从第一侧（36）突出，

第一星形衬套38和第二星形衬套40相对于彼此对角地间隔开，从而定义第一侧36上的四边形的第一对角线，并且

第一三角形衬套42和第二三角形衬套44相对于彼此对角地间隔开，从而定义第一侧36上的四边形的第二对角线。

在根据本发明第三实施例的、并且采用与上述4象限网格46表示相类似的4象限网格46表示的另一转换器变压器22^Ⅲ中，当再次从转换器变压器22^Ⅲ的第一侧对面看时（即如图3（b）中所示意性地示出），第一星形衬套38可以替代地位于第二星形衬套40的上方并且位于第二星形衬套40的右侧，并且第一三角形衬套42可以替代地位于第二三角形衬套44的上方并且位于第二三角形衬套44的左侧。

在根据本发明第四实施例的另外的转换器变压器22^Ⅳ中，当从转换器变压器22的第一侧36对面看时（即如图3（c）中所示意性地示出），第二星形衬套40可位于第一星形衬套38的上方并且位于第一星形衬套38的左侧，并且第二三角形衬套44可位于第一三角形衬套42的上方并且位于第一三角形衬套42的右侧。

在根据本发明第五实施例的又一转换器变压器22^Ⅴ中，当从转换器变压器22^Ⅴ的第一侧36对面看时（即如图3（d）中所示意性地示出），第二星形衬套40可位于第一星形衬套38的上方并且位于第一星形衬套38的右侧，并且第二三角形衬套44可位于第一三角形衬套42的上方并且位于第一三角形衬套42的左侧。

作为以前述方式中的任一方式布置衬套的结果，可能的是，减少在使用中以操作的方式将本发明的转换器变压器与其它转换器变压器和转换器互连所需要的衬套连接的数量，并且由此引起在关联的HVDC转换器站（在其内利用本发明的所述转换器变压器）的总体占用空间上的减少，例如如图4中所图示的，图4示出根据本发明第六实施例的HVDC转换器站10^Ⅵ，所述HVDC转换器站10^Ⅵ包括三个根据本发明第三实施例的转换器变压器26^Ⅲ。

除了前述之外，每个转换器变压器22^Ⅱ、22^Ⅲ、22^Ⅳ、22^Ⅴ优选地又另外被如下配置。

参考根据本发明第二实施例的转换器变压器22^Ⅱ，其第一侧36相对于支撑表面48基本上竖直地延伸，转换器变压器22^Ⅱ在使用中位于所述支撑表面48上，并且第一星形衬套38和第二星形衬套40以及第一三角形衬套42和第二三角形衬套44中的每一个相对于第一侧36在竖直平面内成角度地突出，如图5中最清楚地示出。结果，每个这样的衬套38、40、42、44都以倾斜的角度50（即朝上）延伸。

第一星形衬套38和第二星形衬套40以及第一三角形衬套42和第二三角形衬套44中的每一个还相对于第一侧36在水平平面内成角度地突出，并且结果，衬套38、40、42、44一起采用外扩的布置（splayed arrangement），例如如图2中所示。

在本发明的其它实施例（未示出）中，给定转换器变压器中的衬套中的一个或多个可以替代地相对于第一侧成不同角度地延伸，或者甚至相对于第一侧垂直地延伸。

此外，如图4和图5中所示，衬套38、40、42、44中的所有都延伸到关联的阀厅12中，虽然不一定需要是这种情况。

Claims (12)

1.一种用于与HVDC转换器站（10）的阀厅（12）中的转换器（14）相连接的单相三绕组转换器变压器（22），所述转换器变压器（22）包括：

第一侧（36），所述第一侧（36）在使用中面向所述阀厅（12）；

第一星形衬套（38）和第二星形衬套（40），所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）从所述第一侧（36）突出，并且在使用中可连接到星形配置中的所述转换器（14）以及一个或多个另外的转换器变压器（22）；以及

第一三角形衬套（42）和第二三角形衬套（44），所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）也从所述第一侧（36）突出，并且在使用中可连接到三角形配置中的所述转换器（14）以及一个或多个另外的转换器变压器（22），

所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开，并且

所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开。

2.根据权利要求1所述的转换器变压器（22），其中，当从所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）对面看时，所述第一星形衬套（38）位于所述第二星形衬套（40）的上方并且位于所述第二星形衬套（40）的左侧，并且所述第一三角形衬套（42）位于所述第二三角形衬套（44）的上方并且位于所述第二三角形衬套（44）的右侧。

3.根据权利要求1所述的转换器变压器（22），其中，当从所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）对面看时，所述第一星形衬套（38）位于所述第二星形衬套（40）的上方并且位于所述第二星形衬套（40）的右侧，并且所述第一三角形衬套（42）位于所述第二三角形衬套（44）的上方并且位于所述第二三角形衬套（44）的左侧。

4.根据权利要求1所述的转换器变压器（22），其中，当从所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）对面看时，所述第二星形衬套（40）位于所述第一星形衬套（38）的上方并且位于所述第一星形衬套（38）的左侧，并且所述第二三角形衬套（44）位于所述第一三角形衬套（42）的上方并且位于所述第一三角形衬套（42）的右侧。

5.根据权利要求1所述的转换器变压器（22），其中，当从所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）对面看时，所述第二星形衬套（40）位于所述第一星形衬套（38）的上方并且位于所述第一星形衬套（38）的右侧，并且所述第二三角形衬套（44）位于所述第一三角形衬套（42）的上方并且位于所述第一三角形衬套（42）的左侧。

6.根据任一前述权利要求所述的转换器变压器（22），其中，所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）相对于支撑表面（48）竖直地延伸，所述转换器变压器（22）在使用中位于所述支撑表面（48）上，并且所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）以及所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）中的至少一个相对于所述第一侧（36）在竖直平面和水平平面中的一者或两者内成角度地突出。

7.根据权利要求6所述的转换器变压器（22），其中，所述衬套（38、40、42、44）中的所有都相对于所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）在竖直平面和水平平面中的一者或两者内成角度地突出。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的转换器变压器（22），其中，所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）相对于支撑表面（48）竖直地延伸，所述转换器变压器（22）在使用中位于所述支撑表面（48）上，并且所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）以及所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）中的至少一个相对于所述第一侧（36）垂直地突出。

9.根据权利要求8所述的转换器变压器（22），其中，所述衬套（38、40、42、44）中的所有都从所述转换器变压器（22）的所述第一侧（36）垂直地突出。

10.根据任一前述权利要求所述的转换器变压器（22），其中，所述衬套（38、40、42、44）中的一个或多个在使用中延伸到关联的阀厅（12）中。

11.一种包括阀厅（12）的HVDC转换器站（10），在所述阀厅（12）内容纳有转换器（14），所述转换器（14）具有与其相连接的至少一个单相三绕组转换器变压器（22），所述至少一个转换器变压器（22）包括：

第一侧（36），所述第一侧（36）面向所述阀厅（12）；

第一星形衬套（38）和第二星形衬套（40），所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）从所述第一侧（36）突出，所述星形衬套（38、40）与所述转换器（14）相连接，并且可连接到星形配置中的一个或多个另外的转换器变压器（22）；以及

第一三角形衬套（42）和第二三角形衬套（44），所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）也从所述第一侧（36）突出，所述三角形衬套（42、44）与所述转换器（14）相连接，并且可连接到三角形配置中的一个或多个另外的转换器变压器（22），

所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开，并且

所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开。

12.根据权利要求11所述的HVDC转换器站（10），其中，所述转换器（14）具有与其相连接的三个单相三绕组转换器变压器（22），每个转换器变压器（22）包括：

第一侧（36），所述第一侧（36）面向所述阀厅（12）；

第一星形衬套（38）和第二星形衬套（40），所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）从所述第一侧（36）突出，所述星形衬套（38、40）与星形配置中的其它转换器变压器（22）中的两个以及所述转换器（14）相连接；以及

第一三角形衬套（42）和第二三角形衬套（44），所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）也从所述第一侧（36）突出，所述三角形衬套（42、44）与三角形配置中的其它转换器变压器（22）中的两个以及所述转换器（14）相连接，

所述第一星形衬套（38）和所述第二星形衬套（40）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开，并且

所述第一三角形衬套（42）和所述第二三角形衬套（44）在所述第一侧（36）上相对于彼此对角地间隔开。

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