柔性直流换流站阀厅布置方案研究

柔性直流输电技术是一种以电压源变流器、可控关断器件和脉宽调制技术为基础的新型直流输电技术。该技术具有可控性高、设计施工方便环保、占地小及换流站间无需通信等优点,在可再生能源并网、分布式发电并网、孤岛供电和城市电网供电等领域具有明显的优势;而阀厅是直流换流站工程的核心设计内容之一。文中综合考虑换流阀进出线选择,换流阀与直流场、阀冷、阀控间的连接布置,从设备布置、建筑、结构、暖通等多方面,研究了换流站阀厅布置方案,并最终提出柔性直流换流站阀厅布置的优化方案。     

柔性直流换流站阀厅设备温度监测

换流阀是直流输电系统的核心设备,阀厅设备温度监测对于保证换流阀的安全正常运行具有重要意义。以±200 kV舟山多端柔性直流输电工程为背景,阐述换流站阀厅的结构及阀厅设备特点,提出3种阀厅设备测温方案（红外测温、光纤测温、无线测温）,通过技术安全比较,得出红外测温方案不影响阀体结构,且能满足监测要求,该文推荐柔性直流阀厅设备测温采用红外测温方式。     

柔性直流背靠背换流站阀厅电气设备布置设计

柔性直流背靠背换流站换流站的阀厅电气设备布置是换流站布置设计的核心内容。阀厅布置尺寸主要由换流阀布置尺寸、换流阀交流侧进线、直流侧设备布置接线、空气净距、施工吊装空间、检修维护通道等因素决定。阀厅内换流阀塔的布置有同相上下桥臂相邻布置(AABBCC排列)和同极桥臂三相相邻布置(ABCABC排列)两种方式,换流阀塔的布置方式将直接影响阀厅内其他区域各电气设备的布置尺寸。工程设计时可根据空气净距取值,通过技术分析比较来优化阀厅布置设计。     

高压直流换流站阀厅屏蔽效能的研究

为了控制换流阀的电磁骚扰对站内设备和邻近通信系统的干扰,在研究直流换流站阀厅的屏蔽效能中实测已投运的高压直流换流站阀厅屏蔽效能,同时还计算了不同结构金属网和金属板的屏蔽效能以对比分析。研究结果表明:采用彩钢板和金属网后的屏蔽效能约50dB,但实际换流站运行中阀厅屏蔽作用会降低,大约只有20dB;实际的阀厅屏蔽效果低于计算结果,特别在有引出线的穿墙套管处,计算结果完全不适用;若阀厅仅按6面体铺设直径6mm,网孔面积50mm×50mm的镀锌焊接钢丝网屏蔽层,足以满足要求;如采用0.6mm厚镀铝锌压型钢板,每隔30cm用铆钉连接,两板重合部分宽度>5cm,计算的单层板在<10MHz时,其屏蔽效能>40dB,实际中采用双层板,屏蔽效果更好。     

换流站阀厅围护系统的质量控制

在直流换流站阀厅建设中,钢结构围护系统因其重量轻、强度高、刚度大、防水及抗震性能好、施工安装方便快速、工期短、绿色环保、装饰性强、组合灵活多变等等诸多优点,正在得到越来越广泛的应用。笔者在参与多个直流换流站阀厅建设的过程中,对钢结构围护系统的施工质量问题有了一定的了解,对于由于制造、运输、安装、施工人员技术、现场管理等因素引起的细节缺陷,应当引起重视,需要采取相应的施工预控措施加以解决。     

换流站阀厅电磁骚扰强度的计算分析

从时域和频域两个方面总结了应用矩量法计算阀厅内金属导体结构产生的电磁骚扰水平的方法。直接时域方法以电流为激励源进行计算,考虑因素少,计算简单;而直接频域方法由于可以同时考虑线路、金属架构等多种复杂结构的影响,模型更为准确,但是计算速度慢,建模复杂。考虑到常用的矩量法计算软件如NEC、FEKO等,不适合建立大量电流源模型,因此以电压源、导线、金属板和负载为基本元件的直接频域法就非常适合借助于成熟的软件进行工程计算。首先将±500 kV阀塔的元器件、金属导线和金属框架分别用阻抗、线天线和面天线模型进行等效。对一±500 kV换流站阀厅建立了电磁计算模型,研究了换流站在正常工作情况下由阀厅内金属导体结构产生的电磁骚扰特性,主要讨论阀厅墙体附近的辐射电磁场,阀厅外的无线电干扰水平。通过与测试结果和其它相关报告的结果对比验证了该计算方法和模型的有效性和正确性。应用该方法分析了±800 kV换流站阀厅内金属导体结构产生的电磁骚扰水平,并结合相关标准提出了阀厅墙体应具备的屏蔽效能。该研究既可以用来预测换流站内的电磁场分布,也可为阀厅的屏蔽设计提供依据。     

背靠背换流站阀厅电气设计

阀厅内的设备布置及接线设计是背靠背换流站工程设计的重点和难点内容之一。东北-华北联网高岭背靠背换流站工程是目前国内外最大规模的背靠背换流站, 阀厅布置主要包括两侧换流阀本体的布置、换流阀与换流变压器阀侧套管以及平波电抗器套管的连接、直流测量装置的布置连接、接地开关的布置连接等。阀厅的布置满足电气接线和空气净距要求, 并与各专业接口配合。     

高压直流换流站阀厅空气净距计算研究

采用g参数法计算得到的最小空气净距仅是某一特定气象条件下的值,而阀厅受到空调系统调节作用的影响,温度和湿度变化多样,必然存在某种环境条件下的最小空气净距是最大的。通过对不同海拔高度下,阀厅处于不同环境条件下的最小空气净距进行计算,得到最小空气净距的最大值及其对应的阀厅环境条件,最终将该环境条件作为整个阀厅设计时最小空气净距计算的输入条件,为工程上阀厅空气净距计算提供环境条件参考。     

换流站阀厅空调在线监测及故障诊断方法研究

文章介绍了阀厅空调冷水机组与空气处理机组的工作过程,分析了影响阀厅空调冷水机组与空气处理机组运行性能的关键因素,并提出了阀厅空调冷水机组与空气处理机组在线监测及故障诊断的方法。     

宝鸡换流站阀厅电气连接及金具设计特点

直流换流站阀厅设备布置、电气连接以及金具设计是保证阀厅电气安全净距,控制电晕及场强,实现换流站安全可靠运行的重要环节。分析了完全采用国产化设备的±500 kV宝鸡换流站阀厅电气设备选型、布置及一次连接的设计特点。在此基础上,根据阀厅内电气连接的特殊要求,详细介绍阀厅内金具的设计方案及特点,并对阀厅电气设计和建设管理经验进行了总结。     

换流站阀厅金具载流能力试验方法探讨

由于中国尚没有制订换流站阀厅金具的行业标准或国家标准,阀厅金具的载流能力试验遇到了一定的困难。文中通过对温升试验的两种方法(相对温升试验和绝对温升试验)进行分析和对比,提出考核阀厅金具载流能力可以采用绝对温升的试验方法,同时增加测量电流分布的试验内容,期望能够为阀厅金具的载流能力试验以及标准的制订提供一些借鉴和参考。     

特高压直流换流站阀厅屏蔽效能及设计要求

为了研究特高压直流换流站阀厅的屏蔽效能和设计要求,提出了频率在150 kHz～80 MHz范围内、电场强度≤1 V/m射频干扰强度(120 dB,基准1μV/m对应0 dB)作为邻近换流阀厅外侧的控制指标。结合换流站现场实测数据进行相应的分析及计算,提出阀厅屏蔽设计要求:(1)屏蔽效能目标值取≥20 dB;(2)阀厅屏蔽一般采用直径6 mm、网孔面积200 mm×200 mm的钢筋网;(3)如果墙壁直接采用双层0.6 mm厚镀铝锌压型钢板,每隔30 cm用铆钉连接,两板重合部分宽度5 cm,则单层板在≤10 MHz范围内的屏蔽效能40 dB,也可满足要求。     

直流换流站阀厅内三维电场的分布式并行计算

直流换流站阀厅的三维电场计算对金具结构设计与厅内场强控制具有重要的指导作用。然而,由于阀厅内部设备多、结构复杂,其几何建模与数值仿真较为困难。为此基于ANSYS分布式并行计算平台,通过对ANSYS模型实体进行自动化相对编号,提出了模块化与独立化的建模方法,并使ANSYS模型的APDL(ANSYS参数化设计语言)代码具有重用性。基于该方法建立了直流换流站阀厅内部交流侧设备的模型。通过选择适合分布式并行计算的ANSYS求解器,计算出阀厅内部的三维电场分布。计算结果表明,在当前设计方案下,阀厅内部金具表面最大场强为27.51 kV/cm,以球-板电极起晕场强作为判据,阀厅内无起晕现象。该数据为换流站阀厅的设计规划提供了可靠支撑,具有重要的指导意义。     

浅谈换流站高端阀厅主设备安装工艺与质量控制

目前云广±800kV直流输电工程的楚雄换流站和穗东换流站均已进入电气安装准备工作阶段,为确保换流站高端阀厅的安装任务能优质、高效地完成,基于±500kV直流输电换流站阀厅施工的经验,探讨换流站高端阀厅主设备的安装工艺及质量控制要点。     

±800 kV换流站阀厅和主控楼结构选型

结合国内现有的±500 kV换流站设计、实施和运行经验,以二重阀高端阀厅为例讨论±800 kV阀厅、防火墙和主控楼的结构选型。通过技术经济比较,建议阀厅及防火墙采用钢结构优化方案,主控楼采用钢筋混凝土结构方案。     

柔性直流换流站阀厅智能辅助综合监控系统设计

通过分析研究柔性直流换流站辅助综合监控系统设计技术,提出一种实现远程监视柔性直流换流站布置IGBT换流阀阀塔系统阀厅的智能辅助综合监控系统技术,以提高换流站阀厅辅助综合监控水平,保障换流阀安全、稳定和可靠运行。     

换流站阀厅悬吊阀地震作用研究

阀体是换流站阀厅内的主要悬吊荷载,利用staadpro有限元软件,用反应谱法分析悬吊阀体在地震作用下的结构反应特点,并与简化设计模型对比。分析表明,悬吊阀体对阀厅整体结构的抗震影响有利,但程度较小。由于悬吊阀体有6组,每组阀体又有多个单元模块,在地震作用时阀体的振动形式很多,悬吊阀与整体结构在地震作用时的相互影响很复杂,有待进一步研究。     

特高压换流站高端阀厅结构设计

特高压换流站高端阀厅跨度大、高度高、工艺布置复杂。穗东±800 kV换流站共有高端阀厅2座,独立布置;阀厅纵向防火墙及换流变防火墙采用钢筋混凝土框架结构,采用变截面T型柱;屋架采用梯形钢屋架,腹杆与弦杆通过节点板采用高强螺栓连接;在设置有屋架竖向支撑的开间内设置柱间交叉支撑,沿阀厅纵向设置水平支撑,交叉支撑和水平支撑均按压杆设计,采用方形钢管;屋架端部几个节间节点杆件轴力较大,需要采用双排螺栓交错布置,内排螺栓中心线与节点中心线重合,此时要特别注意杆件轴力对节点偏心的不利影响,本工程中偏心弯矩产生的剪力为轴向力产生的剪力的27%,不能忽视;本工程中阀吊梁连接于屋架下弦杆下部。     

火灾自动报警及消防联动控制系统设计

介绍了某工程火灾自动报警系统的构成。阐述了各部分的功能。讨论了消防联动系统的设计及设计中的注意事项。供相关设计、施工人员参考使用。     

±800kV特高压直流换流站阀厅金具的结构特点

±800 kV特高压直流换流站阀厅工程设计中,换流阀与换流变压器及穿墙套管之间采用管型母线连接方式,设备连接需采用特殊的管型母线连接金具。笔者通过对向家坝—上海、锦屏—苏南±800 kV特高压直流输电工程换流站阀厅金具的结构介绍,阐述了阀厅金具的整体结构特点,分析了金具的载流量和耐热性、防电晕特性、机械强度的可靠性、外形尺寸以及连接形式等要求。通过实例介绍了5种常用的阀厅金具的结构细节及特点,为哈密南—郑州及溪洛渡—浙江等特高压换流站阀厅金具设计提供参考和借鉴。