一種特高壓干式空心平波電抗器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供的一種特高壓直流輸電用干式空心平波電抗器，包括：電抗器線圈、支撐于該電抗器線圈底部的絕緣支架、包裹在該電抗器線圈外部的防雨降噪裝置、與該電抗器線圈并聯(lián)連接的避雷器、以及電場屏蔽件，所述絕緣支架包括多個支柱絕緣子和至少一個水平設置的絕緣子拉筋平臺，每個支柱絕緣子包括多個通過端部法蘭串聯(lián)連接的絕緣子，所述絕緣子拉筋平臺與每個支柱絕緣子的同一高度的絕緣子的端部法蘭連接，以使所述同一高度的絕緣子的電位相同。本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器線圈可以滿足±800kv或±1100kv直流輸電工程對電壓、電流及沖擊水平的要求，能夠滿足特高壓直流輸電工程對地絕緣水平及地震烈度的要求。
【專利說明】一種特高壓干式空心平波電抗器
【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及特高壓直流輸電技術(shù),特別涉及一種適用于±800kv或±1100kv的特高壓直流輸電用干式空心平波電抗器。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展特高壓等大容量、高效率、遠距離先進輸電技術(shù)是國家“十二五”規(guī)劃綱要提出的明確要求。發(fā)展特高壓是“十二五”電網(wǎng)發(fā)展的重中之重，直流輸電工程是其重要組成部分。特高壓干式空心平波電抗器作為特高壓直流輸電工程中的主設備，串聯(lián)連接于系統(tǒng)中，是換流站正常運行不可或缺的關鍵主設備。其對于限制逆變側(cè)電壓崩潰時的過電流、平抑傳輸直流電流中的紋波、防止沿直流線路入侵到換流站的過電壓對換流閥絕緣的影響及保持低負荷工況下直流電流不間斷等具有重要作用。
[0003]特高壓干式空心平波電抗器處于高電位處，其端部電場集中，端對地絕緣水平均遠高于普通電抗器的對地絕緣水平，因此對于特高壓干式空心平波電抗器的對地絕緣支撐結(jié)構(gòu)非常重要。支柱絕緣子作為干式平波電抗器的對地絕緣支撐，既需要提供足夠的支撐高度以保障平波電抗器的端對地絕緣水平，又需要提供足夠的支撐強度以保障特高壓干式平波電抗器在地震烈度下安全運行。
[0004]進一步地，在直流輸電系統(tǒng)中收到母線和大地分布阻抗的影響，沿支柱絕緣子的延伸方向上的電場畸變比較嚴重，造成每個支柱絕緣子的電位不相同，容易發(fā)生放電現(xiàn)象和電蝕損。特別是在雨霧、風塵等惡劣天氣條件下，更容易加劇絕緣子的劣化，甚至造成絕緣子斷裂。因此，合理、科學地設置均壓結(jié)構(gòu)，提高支柱絕緣子的支撐強度，對提高特高壓平波電抗器的安全可靠運行具有重大意義。
實用新型內(nèi)容
[0005]有鑒于此，本實用新型提供了一種特高壓直流輸電用干式空心平波電抗器，平波電抗器線圈可以滿足±800kv或±1100kv直流輸電工程對電壓、電流分布及絕緣水平的要求，平波電抗器絕緣支架可以提供足夠的支撐高度以保障平波電抗器的端對地絕緣水平，又可以提供足夠的支撐強度，能夠滿足±800kv或±1100kv特高壓直流輸電工程對地絕緣水平及地震烈度的要求。
[0006]本實用新型提供的一種特高壓干式空心平波電抗器，包括:電抗器線圈、支撐于該電抗器線圈底部的絕緣支架、包裹在該電抗器線圈外部的防雨降噪裝置、與該電抗器線圈并聯(lián)連接的避雷器、以及電場屏蔽件，
[0007]所述絕緣支架包括多個支柱絕緣子和至少一個水平設置的絕緣子拉筋平臺，每個支柱絕緣子包括多個通過端部法蘭串聯(lián)連接的絕緣子，
[0008]所述絕緣子拉筋平臺與每個支柱絕緣子的同一高度的絕緣子的端部法蘭連接，以使所述同一高度的絕緣子的電位相同。
[0009]優(yōu)選地，所述絕緣子拉筋平臺包括輻向拉筋和圓周向拉筋，[0010]每個所述輻向拉筋的一端與所述絕緣子的端部法蘭連接，另一端與絕緣子拉筋平臺的中心連接，
[0011]每個所述圓周向拉筋的兩端分別與相鄰兩個支柱絕緣子的所述端部法蘭連接。
[0012]優(yōu)選地，所述絕緣支架進一步包括支撐平臺，支撐平臺位于電抗器線圈和支柱絕緣子之間，
[0013]該支撐平臺包括多個沿支撐平臺的徑向方向延伸的平臺輻射臂，平臺輻射臂的數(shù)量與支柱絕緣子的數(shù)量相同，每個支柱絕緣子的頂部與一個平臺輻射臂的底部通過法蘭連接。
[0014]優(yōu)選地，所述電抗器線圈由兩根導線軸向并列繞制，
[0015]兩根導線的起始端位置的角度差為180°。
[0016]優(yōu)選地，所述電抗器線圈具有多個包封層，各包封層之間均勻布置多個通風條，
[0017]所述通風條具有支撐電抗器線圈的第一支臂、以及與第一支臂垂直的第二支臂，第一支臂與電抗器線圈接觸的一側(cè)具有提高貼合電抗器線圈接觸面積的倒弧。
[0018]優(yōu)選地,所述絕緣支架包括12個支柱絕緣子,每個支柱絕緣子與地面垂直。
[0019]優(yōu)選地，所述絕緣子為瓷絕緣子，
[0020]每個支柱絕緣子的底部具有高度可調(diào)整的基礎平板。
[0021]優(yōu)選地，所述絕緣支架包括12個支柱絕緣子，每個支柱絕緣子與地面的夾角相同，且均小于90°并大于等于75°。
[0022]優(yōu)選地，所述絕緣子為復合絕緣子，
[0023]每個支柱絕緣子的頂部具有與支撐平臺連接的絕緣子上支架，底部具有提高支撐強度的絕緣子下支架。
[0024]由上述技術(shù)方案可見，在本實用新型中，通過設置與同一高度的絕緣子的端部法蘭連接的拉筋平臺，不僅解決了支柱絕緣子的電場畸變問題，又提高了支柱絕緣子的支撐高度和支撐強度，從而使其能夠滿足特高壓的要求，并且具有抗震、抗風、抗短路、抗覆冰的作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的支撐平臺的機構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的電抗器線圈的繞線示意圖；
[0028]圖4為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的通風條的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的支柱絕緣子的第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的支柱絕緣子的第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0031]為使本實用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對本實用新型進一步詳細說明。[0032]在本實用新型中，通過設置與同一高度的絕緣子的端部法蘭連接的拉筋平臺，不僅解決了支柱絕緣子的電場畸變問題，又提高了支柱絕緣子的支撐高度和支撐強度，從而使其能夠滿足特高壓的要求，
[0033]如圖1所示，本實用新型提供了一種特高壓干式空心平波電抗器，包括:電抗器線圈101、支撐于該電抗器線圈101底部的絕緣支架201、包裹在該電抗器線圈101外部的防雨降噪裝置102、與該電抗器線圈并聯(lián)連接的避雷器103、以及電場屏蔽件301。
[0034]其中，絕緣支架201包括多個支柱絕緣子211和至少一個水平設置的絕緣子拉筋平臺212，每個支柱絕緣子211包括多個通過端部法蘭串聯(lián)連接的絕緣子213。
[0035]絕緣子拉筋平臺212與每個支柱絕緣子211的同一高度的絕緣子313的端部法蘭連接，以使同一高度的絕緣子的電位相同。
[0036]支柱絕緣子211不僅為電抗器線圈101起到支撐作用，而且其高度決定了平波電抗器對地的絕緣水平。絕緣子213起到主要的對地絕緣作用，由于在直流輸電系統(tǒng)中受到母線和大地分布阻抗的影響，絕緣子213上的電場畸變比較嚴重，造成同一高度的絕緣子的電位不相同，容易發(fā)生放電現(xiàn)象和電蝕損。通過設置絕緣子拉筋平臺212，其與同一高度的絕緣子213的端部法蘭連接，能夠保證各絕緣子213的電位相同，防止發(fā)生放電現(xiàn)象和電蝕損。
[0037]進一步地，結(jié)合圖1、圖5和圖6所示，絕緣子拉筋平臺212包括輻向拉筋221和圓周向拉筋222。每個輻向拉筋221的一端與絕緣子213的端部法蘭連接，另一端與絕緣子拉筋平臺212的中心連接。即每個輻向拉筋221沿絕緣子拉筋平臺212的徑向方向延伸。每個圓周向拉筋222的兩端分別與相鄰兩個支柱絕緣子211的同一高度的絕緣子213的端部
法蘭連接。
[0038]輻向拉筋221和圓周向拉筋222將多個支柱絕緣子211緊固在一起，能夠大幅提高支柱絕緣子211的支撐強度，對于特高壓干式空心平波電抗器來說，其電抗器線圈101的重量非常大，且支撐高度要求也非常高，因此對支柱絕緣子211的支撐強度有很高的要求。通過設置輻向拉筋221和圓周向拉筋222，不僅解決了支柱絕緣子211的電場畸變問題，又提高了支柱絕緣子211的支撐高度和支撐強度，從而使其能夠滿足特高壓直流輸電的的安全運行要求，并且具有抗震、抗風、抗短路、抗覆冰的作用。
[0039]由于特高壓干式空心平波電抗器的重量達到77噸，而且電抗器線圈101需要安裝在15米高的位置，電抗器線圈101與支柱絕緣子211之間直接安裝時，支柱絕緣子211在地震烈度下的應力非常大，不能滿足0.2g地震烈度下安全運行。因此優(yōu)選地，絕緣支架201進一步包括支撐平臺214，支撐平臺214位于電抗器線圈101和支柱絕緣子211之間。
[0040]圖2為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的支撐平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，該支撐平臺214包括多個沿支撐平臺214的徑向方向延伸的平臺輻射臂241，平臺輻射臂241的數(shù)量與支柱絕緣子211的數(shù)量相同，每個支柱絕緣子211的頂部與一個平臺輻射臂241的底部通過法蘭242連接。通過在電抗器線圈101和支柱絕緣子211之間設置支撐平臺214，支柱絕緣子211的應力傳遞到支撐平臺214上，支撐平臺214—體的平面結(jié)構(gòu)比分離的支柱絕緣子211能夠承受更大的應力，從而保證了整體安裝結(jié)構(gòu)可以滿足在
0.2g地震烈度下安全運行。
[0041]優(yōu)選地，支撐平臺214根據(jù)電抗器線圈101及支柱絕緣子211的端部法蘭選擇上法蘭和下法蘭242的尺寸，從而起到轉(zhuǎn)接口的作用。
[0042]支撐平臺214采用不銹鋼制成，不銹鋼材質(zhì)的低導磁率可以使得支撐平臺214上產(chǎn)生的渦流損耗較小，從而保證發(fā)熱量也較小。
[0043]圖3為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的電抗器線圈的繞線示意圖。如圖3所示，進一步地，電抗器線圈101由兩根導線軸向并列繞制，導線A和導線B采用分級起繞的方式繞制。分級起繞是指導線A和導線B的起始端位置的角度差為180°，其分別從電抗器線圈101的任意一條直徑的兩端開始繞制同樣的圈數(shù)。這樣的繞制方式與同位置起繞方式相比較，可以使得匝間電壓降低一半，從而提高匝間絕緣可靠性。
[0044]圖4為本實用新型的特高壓干式空心平波電抗器的“T”型通風條的結(jié)構(gòu)示意圖。特高壓平波電抗器的電抗器線圈101具有多個包封層，隨著體積和包封層數(shù)的增多，各包封層之間的內(nèi)應力非常大，各包封層之間的通風條如果采用矩形通風條容易造成“倒條”現(xiàn)象，即在繞制線圈的過程中，通風條容易由于應力而倒塌而未起到支撐下一個包封層的作用。
[0045]優(yōu)選地，根據(jù)包封層間受力結(jié)果，包封層之間具有均勻布置多個通風條401，通風條401具有支撐電抗器線圈的第一支臂411、以及與第一支臂411垂直的第二支臂412，第一支臂411與電抗器線圈101接觸的一側(cè)具有貼合電抗器線圈101的倒弧413，以增加與線圈表面的接觸面積，并增強通風效果，保證電抗器線圈的安全運行。
[0046]通過應用如上的支撐結(jié)構(gòu)和屏蔽結(jié)構(gòu)，本實用新型的干式空心平波電抗器能夠適用于特高壓直流輸電工程，特別是適用于±800kv或±1100kv直流輸電工程。具體地，±800kv和± IlOOkv平波電抗器的主要參數(shù)如表I所示。
[0047]表l±800kv和± I IOOkv平波電抗器的主要參數(shù)
【權(quán)利要求】
1.一種特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，包括:電抗器線圈、支撐于該電抗器線圈底部的絕緣支架、包裹在該電抗器線圈外部的防雨降噪裝置、與該電抗器線圈并聯(lián)連接的避雷器、以及電場屏蔽件， 所述絕緣支架包括多個支柱絕緣子和至少一個水平設置的絕緣子拉筋平臺，每個支柱絕緣子包括多個通過端部法蘭串聯(lián)連接的絕緣子， 所述絕緣子拉筋平臺與每個支柱絕緣子的同一高度的絕緣子的端部法蘭連接，以使所述同一高度的絕緣子的電位相同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣子拉筋平臺包括輻向拉筋和圓周向拉筋， 每個所述輻向拉筋的一端與所述絕緣子的端部法蘭連接，另一端與絕緣子拉筋平臺的中心連接， 每個所述圓周向拉筋的兩端分別與相鄰兩個支柱絕緣子的所述端部法蘭連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣支架進一步包括支撐平臺，支撐平臺位于電抗器線圈和支柱絕緣子之間， 該支撐平臺包括多個沿支撐平臺的徑向方向延伸的平臺輻射臂，平臺輻射臂的數(shù)量與支柱絕緣子的數(shù)量相同，每個支柱絕緣子的頂部與一個平臺輻射臂的底部通過法蘭連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述電抗器線圈由兩根導線軸向并列繞制， 兩根導線的起始端位置的角度差為180°。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述電抗器線圈具有多個包封層，各包封層之間均勻布置多個通風條， 所述通風條具有支撐電抗器線圈的第一支臂、以及與第一支臂垂直的第二支臂，第一支臂與電抗器線圈接觸的一側(cè)具有提高貼合電抗器線圈接觸面積的倒弧。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣支架包括12個支柱絕緣子，每個支柱絕緣子與地面垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣子為瓷絕緣子， 每個支柱絕緣子的底部具有高度可調(diào)整的基礎平板。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣支架包括12個支柱絕緣子，每個支柱絕緣子與地面的夾角相同，且均小于90°并大于等于75°。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的特高壓干式空心平波電抗器，其特征在于，所述絕緣子為復合絕緣子， 每個支柱絕緣子的頂部具有與支撐平臺連接的絕緣子上支架，底部具有提高支撐強度的絕緣子下支架。
【文檔編號】H01F17/02GK203456220SQ201320132363
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年3月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月22日
【發(fā)明者】吳玉坤, 張月華, 張猛, 劉成柱, 李德良, 王楠 申請人:北京電力設備總廠