[發(fā)明專利]高壓直流濾波器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200580052283.3
• 申請(qǐng)日: 2005-12-13
• 公開（公告）號(hào): CN101326693A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 拉爾斯－湯米·安德森;布里特－瑪麗·皮拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: ABB技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H02B7/00
• 分類號(hào): H02B7/00;H02J1/02;H03H1/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 朱勝;高少蔚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓直流(HVDC)輸電系統(tǒng)，本發(fā)明特別涉及包括電壓源換流器(VSC)的HVDC系統(tǒng)，其中VSC包括可失效的(extinguishable)半導(dǎo)體元件，比如IGBT。具體地，本發(fā)明涉及HVDC系統(tǒng)的濾波器裝置。

背景技術(shù)

在本上下文中，詞語“傳統(tǒng)HVDC”包括：包含電流源換流器(CSC)的HVDC系統(tǒng)，該CSC包含不可失效(non-extinguishable)的半導(dǎo)體元件，比如閘流晶體管。在本上下文中，詞語“輕型HVDC”包括：包含VSC的HVDC系統(tǒng)。對(duì)于傳統(tǒng)HVDC以及輕型HVDC兩者來說，交流(AC)濾波器對(duì)于減少注入到所連接的AC網(wǎng)絡(luò)中的諧波數(shù)量是必需的。濾波器典型地被設(shè)計(jì)為被調(diào)諧到相關(guān)諧波次數(shù)的諧振電路。濾波器的主要部件是電容器、電抗器和電阻器。濾波器通常作為變電站開關(guān)場(chǎng)(switchyard)的一部分在戶外構(gòu)建。

與HVDC系統(tǒng)有關(guān)的濾波器向環(huán)境輻射聲音是公知的。有時(shí)，可以通過直接附著到輻射設(shè)備本身的裝置來減小這種輻射。這種裝置的示例是屏障和聲音吸收材料。這些措施經(jīng)常和冷卻設(shè)備的需要相沖突。這樣的措施還會(huì)增加設(shè)備的重量，并且可能難以應(yīng)用在高壓電勢(shì)下。因此，尤其是與HVDC輕型有關(guān)，將濾波器裝在室內(nèi)是公知的。濾波器置于室內(nèi)的優(yōu)點(diǎn)是減小可聽見的電磁發(fā)射噪聲。此外，室內(nèi)濾波器設(shè)備還不受大氣污染。

當(dāng)所述系統(tǒng)電壓增加時(shí)，濾波器的尺寸也增加。對(duì)于電容器裝置，公知的是將多個(gè)電容器元件設(shè)置在堆棧中。當(dāng)被連接時(shí)，電壓電平隨著電容器堆棧的高度而增加。典型地，主電容器堆棧的高度與必要的氣隙一起決定了室的高度。高度較低的其它部件主要貢獻(xiàn)于占地面積。占地面積是用于展開濾波器設(shè)備的必要面積，該濾波器設(shè)備包括濾波器部件之間的必要?dú)庀丁．?dāng)將正常設(shè)計(jì)的濾波器裝在室內(nèi)時(shí)，所述室體積的空間利用率很低。只有電容器利用了所述高度，而其它部件與氣隙一起主要決定了長(zhǎng)度和寬度。因此，室的較大容量都未被使用。

在室內(nèi)方案中，將主饋電總線放在室內(nèi)也是有利的；否則就無法實(shí)現(xiàn)減少無線電干擾和免受污染的目的。

通過特殊設(shè)計(jì)的昂貴的部件來減輕可聽見的噪聲是公知的。使用材料和設(shè)備使聲源降低發(fā)射或通過屏蔽單獨(dú)部件也是公知的。通過安裝專用的附加濾波器來減小射頻發(fā)射是公知的。通過針對(duì)絕緣體的更長(zhǎng)的爬電距離或者通過針對(duì)疏水性(hydrofobicity)的涂敷來解決污染問題是公知的。

對(duì)于低壓(和功率)系統(tǒng)，這些問題較不重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明尋求提供一種改進(jìn)的具有室內(nèi)濾波器的HVDC系統(tǒng)以及提供室內(nèi)濾波器的方法。

根據(jù)本發(fā)明，通過特征在于獨(dú)立權(quán)利要求1中的特征的控制設(shè)備或者通過特征在于獨(dú)立權(quán)利要求7中的步驟的方法來實(shí)現(xiàn)上述目的。在從屬權(quán)利要求中描述了優(yōu)選實(shí)施例。

根據(jù)本發(fā)明，濾波器室被布置成包括具有第一電勢(shì)方向的第一空間以及具有第二電勢(shì)方向的第二空間，其中第一電勢(shì)方向至少部分地與第二電勢(shì)方向相反。每個(gè)空間被設(shè)置用來容納濾波器設(shè)備的一部分，并包括低壓區(qū)域和高壓區(qū)域，其限定從低到高電壓電平的電勢(shì)方向。在本發(fā)明的實(shí)施例中，第一空間的高壓區(qū)域鄰近于第二空間的高壓區(qū)域設(shè)置。在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，第一和第二空間的高壓區(qū)域是公共的，因此第一和第二空間彼此交疊。在又一實(shí)施例中，第一和第二空間中的一個(gè)設(shè)置在另一個(gè)的上面。

本發(fā)明的原理是放置在第二空間(其通常是上部空間)的濾波器設(shè)備被顛倒安裝，使得高壓端向下。室內(nèi)總線放置在第一空間的高壓區(qū)域，并直接從變壓器進(jìn)線套管、穿墻套管或者通過線纜/端接器供電。主電容器裝置從頂板懸掛在總線的上方。這樣，第二空間的低壓區(qū)域包括電容器裝置的低壓端。結(jié)果，第二空間的高壓區(qū)域包括該電容器裝置的高壓端。濾波器的其它部件可以沿著室壁裝在一個(gè)或多個(gè)高架層上。

利用這種布置，濾波器室的高度是相同的，但是占地面積大大減小。將濾波器置于室內(nèi)有三個(gè)主要目的，即減小傳到環(huán)境中的可聽見聲音，減小無線電干擾以及減小灰塵和微粒對(duì)設(shè)備的污染。所有這些目的都可通過室內(nèi)方案來實(shí)現(xiàn)，并且根據(jù)本發(fā)明，室體積也減小了。