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5.5 电气设备布置


5.5.1换流站的交流开关场布置应结合交流滤波器和无功补偿设备、阀厅、换流变压器以及换流建筑物布置,通过技术经济比较确定,并应符合现行行业标准《高压配电装置设计技术规程》DL/T 5352的有关规定。
5.5.2 交流滤波器及无功补偿设备布置应符合下列要求:
    1 交流滤波器及无功补偿设备宜集中或分区集中布置,整体布局设计还应满足换流站厂界的噪声标准要求;
    2 当小组交流滤波器及无功补偿设备分散接入主母线时,宜与交流配电装置的布置统筹考虑;
    3 交流滤波器和并联电容器的高压电容器宜采用单塔布置,当单塔高度不满足噪声控制要求时可采用双塔布置。
5.5.3 直流开关场布置应符合下列要求:
    1 极母线设备宜采用户外布置,当站址污秽条件较严重时经过技术经济比较,可采用户内布置;
    2 直流开关场布置应符合现行国家标准中对于静电感应场强等电磁环境的有关规定;
    3 直流开关场宜按极对称分区布置,布置方式应便于设备的巡视、操作、搬运、检修和试验。
5.5.4 阀厅及阀厅内设备布置应符合下列要求:
    1 两端高压直流输电系统换流站应按极设置极1和极2阀厅;背靠背换流站应按背靠背换流单元设置阀厅;
    2 换流阀布置方式宜根据换流变压器型式选择二重阀布置或四重阀布置。当采用单相双绕组换流变压器时,宜采用二重阀布置;当采用单相三绕组换流变压器时,宜采用四重阀布置。
5.5.5 换流变压器及平波电抗器布置应符合下列要求:
    1 换流变压器及平波电抗器布置应符合换流站总体布置需要;
    2 换流变压器阀侧套管宜采用插入阀厅布置,插入阀厅布置的阀侧套管应采用充气式或干式套管;
    3 两端高压直流输电系统换流站极母线的平波电抗器宜布置在阀厅和直流滤波器高压侧之间,当采用油浸式平波电抗器时,阀侧套管宜插入阀厅布置;
    4 两端高压直流输电换流站直流开关场采用户内布置时,平波电抗器的布置应根据技术经济比较确定;
   5 背靠背换流站的平波电抗器当采用油浸式平抗时,阀侧套管宜插入阀厅布置;
   6 换流变压器及平波电抗器的布置应满足搬运、安装及更换的场地要求;
   7 备用换流变压器和备用平波电抗器布置位置应考虑搬运和替换的要求;
   8 换流变压器和油浸式平波电抗器布置应满足消防要求。
条文说明
5.5.2 本条是交流滤波器及无功补偿设备布置的要求。
    1 由于交流滤波器和无功补偿设备中的电容器和电抗器对换流站场界的噪声水平影响较大,所以在布置设计时应同时考虑上述设备的噪声影响。
    2 交流滤波器和并联电容器组的具体布置方式应结合分组数量、滤波器组型式、布置场地等因素综合考虑,并经技术经济比较后确定。通常可采用以下两种布置方式:
    “一字型”布置方式:大组内交流滤波器和并联电容器小组单列式布置在交流滤波器组母线的一侧,布置示意图见图6。
    “田字型”布置方式:大组内交流滤波器和并联电容器小组布置在交流滤波器组母线的两侧,布置示意图见图7。

5.5.3 本条是对直流开关场布置的要求。
    (1)由于目前直流场的空气间隙形状和过电压值各不相同,目前普遍采用的方式是根据系统成套计算出的设备绝缘水平进行理论计算,有关的计算裕度和取值也没有明确的规定,设计普遍采用经验值和部分真型试验结果进行间隙值的选取。在工程实施的初期如果有条件应进行部分间隙的真型试验,以便积累数据为工程所用。
    (2)直流开关场的布置宜采用两极对称式布置,布置上应尽量保持两极的相对独立性,以保证在一极检修或故障停运的情况下不影响另一极的运行。一般两极的高压直流母线和直流滤波器分别布置在直流开关场两侧,中性母线及转换设备布置于直流开关场中间。高压直流母线与中性母线在布置上尽量减少空间交叉。
    (3)国内外的自然积污试验及实际运行经验的结果均证明:直流电压下的绝缘子积污要明显高于交流电压下的积污,防污型直流电气设备制造难度大且价格高,在大气严重污秽地区当采用户外直流开关场设备难以选择时可考虑采用屋内型直流开关场。目前,国内外的直流工程中采用户内开关场布置的工程较少,运行经验也不多,国内仅宁东、政平、木家、格尔木换流站极母线设备采用户内布置。
5.5.4 本条是对阀厅布置的要求。
    (1)两端直流输电换流站阀厅按极设置,目前国内单回两端直流输电换流站阀厅布置均采用“一字型”(全站阀厅呈一字型排开)布置;对于双回两端直流输电工程,全站有四个阀厅,可供选择的阀厅布置有“一字型”和“面对面”(阀厅面对面布置,换流变布置在2个阀厅之间),溪洛渡电站送电广东同塔双回直流输电工程阀厅采用“面对面”布置。背靠背换流站阀厅按换流单元设置,整流侧和逆变侧两组换流阀单元布置在同一阀厅内。
    (2)空气绝缘的晶闸管换流阀布置在阀厅内,阀厅应密封防尘,有必要的金属屏薇措施,空气保持一定的温度和湿度,使换流阀有一个良好的运行环境。阀厅采用微正压防止灰尘进入,保持阀厅内空气洁净。
    (3)单相三绕组或双绕组换流变压器配四重阀还是二重阀,主要取决于换流变压器阀侧和换流阀之间接线和布置的难易程度。当采用单相三绕相换流变压器时,三台单相三绕组换流变压器对应三个四重阀塔,接线方便且节约占地,故宜采用四重阀布置。在我国目前投运的直流输电工程中,葛洲坝-上海直流输电工程、天生桥广州直流输电工程、高岭背靠背换流站和灵宝背靠背换流站采用的是单相三绕组换流变压器配四重阀,±500kV三常、三广、三沪Ⅰ回、三沪Ⅱ回、呼辽等直流输电工程采用的是单相双绕组换流变压器配二重阀,贵广Ⅰ回、贵广Ⅱ回、德宝、溪洛渡电站送电广东同塔双回等直流输电工程采用的是单相双绕组换流变压器配四重阀。
    (4) 阀厅内不仅有换流阀还有其他电气设备和阀冷却系统管道等。运行单位对巡视检修换流阀及其相关设备的工具设施的要求越来越高,因此阀厅内的通道以及门窗的应充分考虑检修工具的出入和巡视的方便。
5.5.5 本条是对换流变压器及平波电抗器布置的要求。
    (1)换流变压器及平波电抗器是换流站的核心电气元件,是连接交直流系统的重要设备。换流变压器及平波电抗器的布置直接影响到交流开关场和阀厅的布置,因此换流变压器及平波电抗器的布置应根据总体布置要求,力求达到进出线方便、接线简单和布置清晰。
    (2)换流变压器插入阀厅布置和换流变压器与阀厅脱开的布置各有优缺点。换流变压器插入阀厅布置优点是:可利用阀厅内良好的运行环境减小换流变压器套管的爬距,防止换流变压器套管不均匀湿闪,节省单独的穿墙套管;缺点是:增加了换流变压器制造难度,增大了阀厅面积,换流变压器的运行维护条件较差,备用换流变压器的更换较难。换流变压器与阀厅脱开的布置的优缺点正好与之相反。两种布置方式应结合具体工程的地理情况及环境条件,通过技术经济比较确定。由于国内目前污秽水平普遍较高,新建工程均采用了换流变压器插入阀厅布置。
    (3)为提高直流输电系统的可靠性和可用率,换流站的换流变压器和平波电抗器通常都设备用。每种规格的换流变压器和平波电抗器每站各备1台。因此换流变压器及平波电抗器的布置应考虑能方便地搬运和更换。换流站宜设有轨道系统以便于搬运和更换换流变压器和油浸式平波电抗器。备用换流变压器和油浸式平波电抗器应布置在适当的位置,以减少轨道系统的长度。更换换流变压器和平波电抗器时应尽量避免拆除已安装好的电气设备。更换任一极阀组(或换流单元)的换流变压器时应不影响另一极阀组(或换流单元)的正常运行。

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高压直流换流站设计规范 GB/T51200-2016
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