專利名稱：：高壓直流輸電接地極均流裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種高壓直流輸電接地極均流裝置。它適用于高壓直流輸電換流站緊湊型接地極或分體式(或稱子母型)接地極，采用緊湊型接地極或分體式接地極技術(shù)，可拓寬直流輸電接地極址適用范圍。技術(shù)背景高壓直流輸電換流站接地極是直流輸電系統(tǒng)的重要組成部分，在直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行中，起到不可替代的作用。接地極不同于普通交流接地網(wǎng)，它可以持續(xù)工作在有源狀態(tài)，其作用如圖l所示(1)在建設(shè)初期，利用先建成的一極，可以采用大地返回方式運(yùn)行；(2)當(dāng)一極(例行)檢修時(shí)，另一極可采用單極大地返回方式運(yùn)行；(3)當(dāng)一極出現(xiàn)故障時(shí)，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定，要求另一健全極能繼續(xù)運(yùn)行；(4)鉗制換流站整流閥中性點(diǎn)電位，使之為"0"電位。由此可見(jiàn)，流過(guò)接地極的電流就是直流系統(tǒng)中的額定工作電流。目前，國(guó)內(nèi)外髙壓直流系統(tǒng)換流站接地極均是采用常規(guī)設(shè)計(jì)的接地極。即一個(gè)接地極一個(gè)極址，所有的電流經(jīng)一個(gè)接地極注入大地，各子電極布置在同一極址內(nèi)(對(duì)應(yīng)的是同一極址電性模型)，但常規(guī)接地極要求極址場(chǎng)地面積較大。隨著我國(guó)電力工業(yè)快速發(fā)展，高壓直流輸電正在成為我國(guó)電力輸送重要部分，特別是隨著西電東送和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)步推進(jìn)，我國(guó)直流輸電正朝著高電壓、大容量的方向發(fā)展，接地極的設(shè)計(jì)額定電流也逐步提高，按照傳統(tǒng)的常規(guī)的方式設(shè)計(jì)接地極，選址工作變得愈加困難。一方面，我國(guó)負(fù)荷多集中在東部發(fā)達(dá)地區(qū)，電力系統(tǒng)異常復(fù)雜(接地極選址時(shí)首先要考慮減少對(duì)電力系統(tǒng)的影響)，接地極離換流站(變電站)或其它大型地下金屬設(shè)施的距離將會(huì)起來(lái)越遠(yuǎn)；另一方面，在電源集中的西部山區(qū)，受地理?xiàng)l件的制約，尋找面積較大(適于埋設(shè)接地極)的平地本身就比較困難。這些困難有嚴(yán)重地影響到我國(guó)直流輸電工程實(shí)施和發(fā)展的趨勢(shì)。為解決接地極選址難的問(wèn)題，.電力市場(chǎng)呼喚采取新型設(shè)計(jì)技術(shù)。針對(duì)這種考慮，我們發(fā)明了"緊湊型接地極"和"分體式接地極"設(shè)計(jì)技術(shù)，本實(shí)用裝置是支持緊湊型和分體式接地極技術(shù)的重要設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種高壓直流輸電接地極均流裝置。它克服了上述現(xiàn)有
背景技術(shù)：
的不足。均流裝置主體是電阻元件(電阻器)，使用中將其串接在緊湊型或分體式接地極低接地阻抗回路上，利用它的電阻元件特性調(diào)整整個(gè)接地極電流分配，使之均勻，故稱之為均流裝置。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下措施來(lái)達(dá)到的高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器1、備用電阻器2、逆變電源3、電流繼電器4、電壓繼電器5，冷卻風(fēng)機(jī)6，分流線路通過(guò)端點(diǎn)A連接主電阻器1、主電阻器1連接電流繼電器4和電壓繼電器5，電壓繼電器5與冷卻風(fēng)機(jī)6連接，分流線路通過(guò)端點(diǎn)B連接備用電阻器2，備用電阻器2連接電流繼電器4和電壓繼電器5，分流線路通過(guò)端點(diǎn)C連接逆變電源3，逆變電源3分別連接電流繼電器4、電壓繼電器5和冷卻風(fēng)機(jī)6。為實(shí)現(xiàn)上述目的本實(shí)用新型還可以采用如下技術(shù)方案.高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器l、備用電阻器2、電流繼電器4、直流電流互感器CT或分流器8、直流電壓表V、DC/AC逆變電源3、開(kāi)關(guān)7、電壓繼電器5、交流接觸器線圈9、熱繼電器IO、主冷卻風(fēng)機(jī)6-l、備用冷卻風(fēng)機(jī)6-2、交流接觸器ll，D、N為接入端子，主電阻器l串接分流器11后并接D、N兩端，直流電流互感器CT或分流器8與電流繼電器4及直流電流表A連接，備用電阻器2串接交流接觸器11后并接D、N兩端，DC/AC逆變電源3的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為DC/AC逆變電源3交流輸出端子，DC/AC逆變電源3交流輸出端子通過(guò)開(kāi)關(guān)7接A、B兩端，電壓繼電器5接交流電源A、B兩端，電壓繼電器5的常開(kāi)接點(diǎn)KM1與交流接觸器線圈9串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，熱繼電器IO、交流接觸器線圈9、主冷卻風(fēng)機(jī)6-l串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風(fēng)機(jī)6-2與交流接觸器11的常開(kāi)接點(diǎn)KM2串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，電流繼電器4的常開(kāi)接點(diǎn)KM2、按鈕開(kāi)關(guān)SA2、電流繼電器4串聯(lián)后接交流電源A、B兩端。本實(shí)用新型高壓直流輸電接地極均流裝置是高壓直流.輸電換流站緊湊型接地極或分體式(或稱子母型)接地極技術(shù)中的核心部件，與常規(guī)設(shè)計(jì)的直流輸電接地極相比，緊湊型接地極或分體式接地極具有占地面積較小，技術(shù)性能好，節(jié)省工程造價(jià)等優(yōu)點(diǎn)。例如設(shè)極址土壤為兩層結(jié)構(gòu)，上層土壤電阻率為100Qm，層厚10m，下層土壤電阻率為1000Qm。在額定電流為3000A時(shí)，分別采用常規(guī)和緊湊型設(shè)計(jì)的接地極，其主要技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)見(jiàn)下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>導(dǎo)致緊湊型接地極尺寸比常規(guī)接地極要小和技術(shù)特性得到改善的根本原因是通過(guò)技術(shù)措施強(qiáng)制電流分配較均勻，使極址內(nèi)部場(chǎng)地得到了充分利用。由于電極尺寸減少了，所以材料也較省，其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益是非常明顯的。此外，由于緊湊型接地極大幅度降低了占地面積，使得更多的地方具備了建設(shè)接地極的條件，因此，接地極極址選擇難的問(wèn)題可基本得到解決，地電流對(duì)環(huán)境的影響問(wèn)題也有條件得到改善甚至解決。圖1為接地接在直流輸電系統(tǒng)中的位置與作用關(guān)系圖。圖2為本實(shí)用新型高壓直流輸電接地極均流裝置的結(jié)構(gòu)方框圖。圖3為本實(shí)用新型高壓直流輸電均流裝置的電路圖。圖中l(wèi).主電阻器，2.備用電阻器，3.逆變電源，4.電流繼電器，5.電壓繼電器，6.冷卻風(fēng)機(jī)，6-1.主冷卻風(fēng)機(jī)，6-2.備用冷卻風(fēng)機(jī)，.7.開(kāi)關(guān)，8.分流器，9.交流接觸器線圈，IO.熱繼電器，ll.交流接觸器，A.直流電流表，V.直流電壓表。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施情況，但它們并不構(gòu)成-對(duì)本實(shí)用新型的限定，同時(shí)通過(guò)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚和容易理解。參閱圖2可知本實(shí)用新型高壓直流輸電接地極均流裝置，它包括主電阻器l、備用電阻器2、逆變電源3、電流繼電器4、電壓繼電器5，冷卻風(fēng)機(jī)6，分流線路通過(guò)端點(diǎn)A連接主電阻器1、主電阻器l連接電流繼電器4和電壓繼電器5，電壓繼電器5與冷卻風(fēng)機(jī)6連接，分流線路通過(guò)端點(diǎn)B連接備用電阻器2,備用電阻器2連接電流繼電器4和電壓繼電器5，分流線路通過(guò)端點(diǎn)C連接逆變電源3，逆變電源3分別連接電流繼電器4、電壓繼電器5和冷卻風(fēng)機(jī)6。參閱圖3可知D、N為接入端子，主電阻器l串接電流互感器CT或分流器8后并接D、N兩端，電流互感器CT或分流器8與電流繼電器4及直流電流表A連接，備用電阻器2串接交流接觸器ll后并接D、N兩端，逆變電源3的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為逆變電源3交流輸出端子，逆變電源3交流輸出端子通過(guò)開(kāi)關(guān)7接A、B兩端，電壓繼電器5接交流電源A、B兩端，電壓繼電器5的常開(kāi)接點(diǎn)KM1與交流接觸器線圈9串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，熱繼電器IO、交流接觸器線圈9、主冷卻風(fēng)機(jī)6-1串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風(fēng)機(jī)6-2與交流接觸器11的常開(kāi)接點(diǎn)KM2串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，電流繼電器4的常開(kāi)接點(diǎn)KM2、按鈕開(kāi)關(guān)SA2、電流繼電器4串聯(lián)后接交流電源A、B兩端。本實(shí)用新型高壓直流輸電接地極均流裝置的工作原理為大電流正常運(yùn)行情況下(直流電流持續(xù)流過(guò)主電阻器1):DC/AC逆變電源3帶電一輸出交流側(cè)A、B兩端電壓達(dá)到一定值一電壓繼電器5勵(lì)磁一KM1接通一主冷卻風(fēng)機(jī)6-1工作；電流繼電器4檢測(cè)到主回路有電流一KM2開(kāi)路一備用電阻器2不工作。大電流事故情況下(即主電阻器1斷開(kāi))電流繼電器4檢測(cè)到主回路無(wú)電流，啟動(dòng)KM2接通一備用電阻器2接通一備用冷卻風(fēng)機(jī)6-2工作一紅燈HR點(diǎn)亮；小電流(雙極)正常運(yùn)行情況下直流鬼壓低(DC/AC逆變電源3不工作或交流輸出電壓低)一電壓繼電器5不勵(lì)磁一KM1斷開(kāi)一主冷卻風(fēng)機(jī)6-1停運(yùn)；人工控制備用電阻器2運(yùn)行按SA1按鈕一KM2接通一備用電阻器2投運(yùn)；按SA2按鈕一KM2斷開(kāi)一備用電阻2停運(yùn)。對(duì)設(shè)備的技術(shù)要求1)對(duì)主體電阻器1和備用電阻器2的要求。在持續(xù)額定電流下，材料電阻溫度系數(shù)(1/°C)應(yīng)小于0.02%;最高(允許)工作溫度可達(dá)到300'C及以上。2)對(duì)DC/AC逆變電源3的要求。直流電壓在允許變化范圍內(nèi)，可將直流電源轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流電源，為交流繼電器、接觸器、風(fēng)機(jī)提供穩(wěn)定的電源，且應(yīng)滿足負(fù)荷功率要求。3)對(duì)直流電流繼電器4的要求。通過(guò)電流檢測(cè)元件監(jiān)測(cè)主電阻器1回路電流，當(dāng)流過(guò)主電阻器l的直流小于某一值時(shí)，電流繼電器3(線圈)勵(lì)磁保證KM2可靠接通，反之?dāng)嚅_(kāi)。4)對(duì)電壓繼電器5的要求。根據(jù)主電阻器1兩端的電壓整定，當(dāng)主電阻器1兩端電壓大于某一值時(shí)，電壓繼電器線圈勵(lì)磁保證KM1可靠接通，反之?dāng)嚅_(kāi)。5)對(duì)主冷卻風(fēng)機(jī)6-1和備用冷卻風(fēng)機(jī)6-2的要求。當(dāng)KM1接通時(shí)，主冷卻風(fēng)機(jī)6-l工作。冷卻風(fēng)機(jī)應(yīng)有足夠的能力，保證冷卻效果滿足設(shè)計(jì)要求。6)對(duì)熱繼電器10的要求。當(dāng)冷卻風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)荷時(shí)，熱繼電器IO應(yīng)自動(dòng)斷開(kāi)停止冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行。權(quán)利要求1、高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、逆變電源(3)、電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)，冷卻風(fēng)機(jī)(6)，分流線路通過(guò)端點(diǎn)A連接主電阻器(1)、主電阻器(1)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，電壓繼電器(5)與冷卻風(fēng)機(jī)(6)連接，分流線路通過(guò)端點(diǎn)B連接備用電阻器(2)，備用電阻器(2)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，分流線路通過(guò)端點(diǎn)C連接逆變電源(3)，逆變電源(3)分別連接電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)和冷卻風(fēng)機(jī)(6)。2、高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、電流繼電器(4)、電流互感器(CT)或分流器(8)、直流電壓表(V)、DC/AC逆變電源(3)、開(kāi)關(guān)(7)、電壓繼電器(5)、交流接觸器線圈(9)、熱繼電器(10)、主冷卻風(fēng)機(jī)(6-1)、備用冷卻風(fēng)機(jī)(6-2)、交流接觸器(11)，D、N為接入端子，主電阻器(1)串接分流器(11)后并接D、N兩端，分流器(11)與電流繼電器(4)及直流電流表(A)連接，備用電阻器(2)串接交流接觸器(11)后并接D、N兩端，DC/AC逆變電源(3)的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為DC/AC逆變電源(3)交流輸出端子，DC/AC逆變電源(3)交流輸出端子通過(guò)開(kāi)關(guān)(7)接A、B兩端，電壓繼電器(5)接交流電源A、B兩端，電壓繼電器(5)的常開(kāi)接點(diǎn)KM1與交流接觸器線圈(9)串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，熱繼電器(10)、交流接觸器線圈(9)、主冷卻風(fēng)機(jī)(6-1)串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風(fēng)機(jī)(6-2)與交流接觸器(11)的常開(kāi)接點(diǎn)KM2串聯(lián)后接交流電源A、B兩端，電流繼電器(4)的常開(kāi)接點(diǎn)(KM2)、按鈕開(kāi)關(guān)(SA2)、電流繼電器(4)串聯(lián)后接交流電源A、B兩端。專利摘要高壓直流輸電接地極均流裝置，它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、逆變電源(3)、電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)，冷卻風(fēng)機(jī)(6)，分流線路通過(guò)端點(diǎn)A連接主電阻器(1)、主電阻器(1)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，電壓繼電器(5)與冷卻風(fēng)機(jī)(6)連接，分流線路通過(guò)端點(diǎn)B連接備用電阻器(2)，備用電阻器(2)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，分流線路通過(guò)端點(diǎn)C連接逆變電源(3)，逆變電源(3)分別連接電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)和冷卻風(fēng)機(jī)(6)。本實(shí)用新型高壓直流輸電接地極均流裝置，它適用于緊湊型接地極或分體式接地極技術(shù)，拓寬了直流輸電接地極址適用范圍，從而可以大幅度地減少接地極占地面積，降低接地極址選擇難度，且技術(shù)性能好，節(jié)省工程造價(jià)。文檔編號(hào)H02J1/00GK201044359SQ20072008461公開(kāi)日2008年4月2日申請(qǐng)日期2007年4月30日優(yōu)先權(quán)日2007年4月30日發(fā)明者曾連生,葦李申請(qǐng)人:中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院