多塔高压直流滤波电容装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术为多塔高压直流滤波电容器装置，３～５个电容器塔，每塔１５层～５０层台架，每层有４～３２台电容器单元；各塔的顶部台架有高压管母相互连接成为整体结构。每塔的电容器单元一次接线为“Ｈ”型接线，或者“ＩＩ”型接线。每塔的每层有４～３２台电容器单元，每层的电容器单元串联为２～８串。每塔上部高压的台架每层或隔１～３层装设均压环。优选方案为３个电容器塔，每塔每层有８台电容器单元，串联为４串接为“Ｈ”型接线。其中２个塔接为双桥差不平衡电流保护电路。本电容装置多塔结构为相互支撑的整体，稳定、抗震性能提高；每塔构成桥差或横差不平衡电流保护，提高了运行可靠性。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压直流输电
，具体涉及一种用于超高压直流输电和特 高压直流输电用的多塔高压直流滤波电容装置。
技术介绍
在电力系统，特别是超/特高压直流输电系统中，为了滤除系统直流侧的交流谐 波分量，需要使用大量的直流滤波电容器装置。多个电容器经过一定的串并联接后，直接接 到士500kV甚至士 IOOOkV的直流母线上。这些电容器装置都需要采用分级绝缘，也就是每 两层电容器之间及电容器和地之间必须用绝缘子隔开。由于电容器具有“隔直流、通交流” 的特点，所以在电容器组中，直流电压按电阻分布。这就要求直流场中绝缘子的爬电比距较 大。试验表明，直流场绝缘子的爬电比距要求至少达到54mm/kV以上，现在产品要求达到 66mm/kV以上。因此士SOOkV支架式多层电容器塔架的高度达到30m左右，整个塔架重量达 到50至70吨。这给电容器塔的抗震带来极大的困难。目前支柱绝缘子已经难以实现这么 高的抗震要求。如果将绝缘子等相关部件加粗，勉强可以达到抗震的要求，但仍存在安全问 题一是对于这么重要的设备，安全裕度太小，安全可靠性不高；二是绝缘子加粗后表面的 污秽电阻减小，直接影响电容器组的电压分布，不利于电容器的安全运行。目前，国产的直流滤波电容器的主要结构方式有1)单塔支架式结构。就是将电 容器安装在一个架子上，经多层分级绝缘直接接到超/特高压直流母线上。这种结构方式 的优点是简单易实施，技术也很成熟，是目前直流滤波电容器装置的主导结构方式。缺点是 适用电压只能在士660kV及以下，而且单组容量不能太大；幻单塔悬吊式结构。就是将电 容器安装在一个悬吊的架子上，经多层分级绝缘直接接到超/特高压直流母线上。这种结 构方式的优点是避免了抗震问题，技术也很成熟。缺点是检修困难，而且单组容量不能做得 太大。专利号为ZL 2009 2 0164713. 6的技术专利“高电压直流极线PLC电容器”，用同样高度的7层 30层电容器单元垂直叠放成的电容器柱和7层 30层支柱绝缘子垂 直叠放的绝缘子柱，构成三柱连体的整体结构塔架，大大提高了高压直流输电系统电容器 装置的稳定性，对支柱绝缘子的机械强度要求降低，解决了抗震问题。此方案因其电容器柱 本身为瓷套式结构，重量也较轻，抗震问题没那么突出，但没有考虑不平衡电流保护问题。
技术实现思路
本技术的目的是设计一种多塔高压直流滤波电容装置，由3 5个电容器塔 相互连接，构成多塔支架结构，且每个电容器塔的每层台架上有多台电容器，各塔的电容器 串并联构成“H”型接线或II型接线，整体受力结构稳定，且每个电容器塔的接线形成独立 的桥差不平衡电流保护或横差不平衡电流保护，提高装置内部故障保护的可靠性。本技术设计的多塔高压直流滤波电容装置，每个电容器塔包括电容器单元、 台架和支柱绝缘子，底座支柱绝缘子支承15层 50层台架，每层台架上有多台电容器单元；本电容装置包括有3 5个电容器塔，各塔的顶部台架经构件相互连接，3 5个电容 器塔连接成为一个整体结构。各电容器塔上的电容器单元一次接线为“H”型接线或者为II型接线。所述“H”型接线即为各电容器单元接为四个电容臂组成的电桥，每个电桥的中间 电位附近连接有电流互感器，组成桥差不平衡电流保护电路；所述II型接线即为各电容器 单元接为2个电容臂、低压端接电流互感器，2臂并联组成横差不平衡电流保护电路。本方案中，每塔的每层台架上有4台 32台电容器单元，每层的电容器单元串联 为2串 8串，在每个塔架第7层 第35层引出不平衡电流的接电流互感器。各塔的顶部台架经高压管母相互连接。每塔电压在252kV以上的上部台架层，每层或隔1 3层装设均压环。优选方案为3个电容器塔构成三塔棱形支架。每塔每层有8台电容器单元，每层 的电容器单元串联为4串，每塔的电容器单元一次接线为“H”型接线。其中一个滤波支路由2个电容器塔组成，2个电容器塔的电容器单元接为并联双 桥差不平衡电流保护电路，即三个电容器塔的电容器单元组成2个滤波支路。本技术多塔高压直流滤波电容装置的优点为1、多塔结构利用三角形受力结构稳定性原理，将多个塔在顶部采用加强措施连接 在一起，使原来相互独立的塔形成相互支撑的整体，同时减轻了单塔的受力载荷；另一方 面，多塔整体长细比得到大大地改善，重心更加稳定，抗震性能大大提高；2、每塔独自构成桥差不平衡电流保护或横差不平衡电流保护，与单塔结构相比保 护单元的数量增加了，电容器装置的保护可靠性也得到了提高；3、每层电容器单元的串联数增加，单台电容器单元的内部元件串联数减小、并联 数增加，增加内熔丝动作的可靠性，提高电容器装置的运行可靠性；4、增加每层电容器单元的串联数，降低了单台电容器单元的额定电压，减小了单 台电容器单元内部的有功损耗，电容器单元的运行温升降低，也提高电容器装置的运行可 靠性；5、连接顶层台架的高压管母有利于降低带电体的表面电场强度，减小电晕的发生。附图说明图1为本多塔高压直流滤波电容装置实施例1的结构示意图；图2为图1的A向视图；图3为图1的右视图图4为实施例1中“H”型接线一次原理图；图5为本实施2中的II型接线一次原理图；图6为实施例1的三塔电容滤波支路示意图。图内标号为1、高压管母，2电容器单元，3、棒式支柱绝缘子，4、均压环，5、联接线，6、台架，7、电 流互感器，8、底座支柱绝缘子，9、高压引出端，10、低压引出端。具体实施方式实施例1本多塔高压直流滤波电容装置实施例1如图1至3所示，3个电容器塔构成三塔棱 形支架。每个电容器塔包括电容器单元2、台架6和支柱绝缘子，底座支柱绝缘子8支承30 层台架6，各层台架之间有棒式支柱绝缘子3，每层台架6上有上有8台电容器单元2、串联 为4串；各塔的顶部台架6经高压管母1相互连接，3个电容器塔连接成为一个整体结构。每个电容器塔上的多层台架上的电容器单元2经联接线5—次接线为“H”型接线。 “H”型接线一次原理图如图4所示，15层串联的60台电容器单元2为一个桥臂，4个桥臂连 接为电桥，在每塔的第15层，即电桥的中间电位处引出不平衡电流接电流互感器7，本例采 用光纤式电流互感器，也可以用纯光电式电流互感器，或者是混合式的电流互感器，或者是 电子式电流互感器等等。如图6所示，本例2个电容器塔的电容器构成的电桥并联为双桥差不平衡电流保 护电路，即三个电容器塔的电容器单元组成2个滤波支路。图中S表示串联的电容器单元 的个数，P表示并联的电容器单元的个数；TA表示电流互感器；LV表示低压引出端，HV表示 高压引出端。每塔第10层以上电压高于252kV，每隔1 3层装设均压环4。本例第10、第13、 第16、第19、第21、第23、第25 第30层台架均装设均压环4。在各电容器塔的顶端电容器单元2接高压引出端9，底部的电容器单元2接低压引 出端10。实施例2本多塔高压直流滤波电容装置实施例2，也有3个电容器塔，每个电容器塔上的电 容器单元2经联接线5 —次接线为II型接线。一次接线原理图如图5所示，30层串联的 120台电容器单元2在低压端(电容器塔的底部)接电磁式电流互感器成为一臂，2臂并联 成为横差不平衡电流保护电路。其它结构均与实施例1相同。实施例3本多塔高压直流滤波电容装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．多塔高压直流滤波电容装置，每个电容器塔包括电容器单元（２）、台架（６）和支柱绝缘子，底座支柱绝缘子（８）支承１５层～５０层台架（６），每层台架（６）上有上有多台电容器单元（２）；其特征在于：包括有３～５个电容器塔，各塔的顶部台架经构件相互连接，３～５个电容器塔连接成为一个整体结构；各电容器塔上的电容器单元（２）一次接线为“Ｈ”型接线或者为ＩＩ型接线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：左强林，梁琮，廖斌，雷琼艳，赵彦军，秦华忠，
申请(专利权)人：桂林电力电容器有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]