[實(shí)用新型]高電壓直流極線PLC電容器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200920164713.6
• 申請(qǐng)日: 2009-10-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201556941U
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 左強(qiáng)林;黃有祥;王增文;梁琮;廖斌;莫華明;龍玉保;雷瓊艷;李小燕
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林電力電容器有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02J1/02
• 分類號(hào): H02J1/02
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 45107
• 代理人: 歐陽(yáng)波

(一)技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及高電壓直流輸電領(lǐng)域，具體為一種用于高壓直流輸電系統(tǒng)的高電壓直流極線PLC電容器，即濾除換流變壓器直流側(cè)頻率為30kHz～300kHz的諧波分量的濾波器用電容器。

(二)背景技術(shù)

我國(guó)電力資源(水電、煤電)絕大部分集中在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的西部地區(qū)，而經(jīng)濟(jì)相對(duì)發(fā)達(dá)的東南沿海地區(qū)電力資源欠缺，再加上我國(guó)地域遼闊，這就決定了我國(guó)電力能源需要長(zhǎng)距離大容量送電——西電東送。

目前，世界上長(zhǎng)距離大容量送電的最新高端技術(shù)就是超高壓直流輸電(HVDC)。我國(guó)從上世紀(jì)80年代中期開(kāi)始從國(guó)外跨國(guó)公司引進(jìn)這種先進(jìn)的技術(shù)，首先在葛洲壩-上?！?00kV直流輸電線路上并取得成功。此后又陸續(xù)建成了三峽-常州、三峽-廣東、三峽-上海、天生橋-廣東、貴州-廣東等多條±500kV直流輸電線路?，F(xiàn)在正在籌建±800kV的云南-廣東特高壓直流輸電線路。

HVDC可以減小線路電能損耗，節(jié)約大量的電力能源；可以將不同電壓等級(jí)的區(qū)域大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，這種柔性的區(qū)域大電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，可以極大提高電網(wǎng)的安全可靠性，避免類似美國(guó)加州大停電的電網(wǎng)事故。

HVDC系統(tǒng)的主設(shè)備包括換流變、換流閥、濾波電容器及控制系統(tǒng)等。目前其核心的技術(shù)控制在跨國(guó)公司手中，如ABB、西門子和諾基亞等公司。主要依賴國(guó)外的HVDC技術(shù)不利于我國(guó)電力能源的安全。因此，國(guó)家極力推動(dòng)HVDC技術(shù)的國(guó)產(chǎn)化。國(guó)務(wù)院國(guó)發(fā)[2006]8號(hào)文《國(guó)務(wù)院關(guān)于加快裝備制造業(yè)的若干意見(jiàn)》中列為第二項(xiàng)需要加快振興的重大技術(shù)裝備的國(guó)家級(jí)重點(diǎn)項(xiàng)目為：“開(kāi)展1000千伏特高壓交流和±800千伏直流輸電成套設(shè)備的研制，全面掌握500千伏交直流和750千伏交流輸變電關(guān)鍵設(shè)備制造技術(shù)。”

在輸電系統(tǒng)中，輸電線路輸送電流的同時(shí)，還用之傳送載波信號(hào)。稱之為電力線載波通信，英文為power-line?carrier?communication，縮寫(xiě)為PLC通訊。這是世界上所有電力部門優(yōu)先采用的特有通信手段。為了防止本直流輸電系統(tǒng)對(duì)附近交流輸電線路載波通訊的干擾，需要使用直流PLC濾波電容器，濾除本系統(tǒng)直流側(cè)的30kHz～300kHz范圍內(nèi)的PLC諧波分量，該濾波電容器接在換流站的直流側(cè)極母線上，電力行業(yè)內(nèi)稱其為直流極線PLC電容器。

這類電容器是由多節(jié)瓷套式電容器單元組成，具有爬電距離大，塔架高的特點(diǎn)。電容器單元的箱殼內(nèi)有多個(gè)電容元件串并構(gòu)成的芯子，內(nèi)設(shè)有均壓電阻。

瓷套式結(jié)構(gòu)的直流極線PLC電容器由于要適應(yīng)±500千伏甚至±800千伏的直流高壓，要求爬電比距達(dá)到64mm/kV以上，而且爬電距離達(dá)到45米以上，電容器高達(dá)到15米以上。目前單柱式高達(dá)15米以上的電容器的穩(wěn)定性難以解決，即使采用目前的高強(qiáng)瓷也難以滿足如此高大的電容器瓷套的機(jī)械強(qiáng)度要求，另一方面特制瓷套的成本極高，使高電壓直流PLC電容器的價(jià)格高達(dá)1000萬(wàn)元。

為了解決我國(guó)超高壓直流輸電(HVDC)的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，高壓直流輸電系統(tǒng)中的直流極線PLC電容器的研制是其中的關(guān)鍵。

(三)實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種用于高壓直流輸電系統(tǒng)的高電壓直流極線PLC電容器，在電容器兩側(cè)增加絕緣子柱，絕緣子柱與電容器形成三角形立體結(jié)構(gòu)，爬電距離滿足要求，有效地解決電容器的穩(wěn)定性問(wèn)題，且使產(chǎn)品的總成本大幅降低。

本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的高電壓直流極線PLC電容器，包括垂直疊放的電容器單元，電容器元件連接而成的芯子位于瓷套管內(nèi)浸漬于絕緣浸漬劑中構(gòu)成電容器單元，電容器單元內(nèi)裝有作為均壓元件的均壓電阻；7層～30層電容器單元垂直疊放成電容器柱，上端引出高壓接線端子，下端引出低壓接線端子，還有2個(gè)7層～30層支柱絕緣子垂直疊放的絕緣子柱，或者2個(gè)7層～30層電容器單元垂直疊放成電容器柱，或者1個(gè)7層～30層支柱絕緣子垂直疊放的絕緣子柱和1個(gè)7層～30層電容器單元垂直疊放成電容器柱。三柱的每層高度相同，總高度也相同，三柱底端固定于底座架，同一水平上三柱中心的連線形成三角形。為保證穩(wěn)定性，同一水平上三柱中心連線形成的三角形，各邊的長(zhǎng)度為電容器單元直徑的2～10倍，各個(gè)角為30°～90°，最佳方案為同一水平上三柱中心連線形成的三角形為等邊三角形。為保證支撐的穩(wěn)定，所用支柱絕緣子的直徑為電容器單元直徑的0.4～1.1倍。

在頂層和每層或隔1～3層有構(gòu)架連接該層的電容器單元和支柱絕緣子，以使三柱成為整體，提高本電容器的穩(wěn)定性。在三柱的頂層和靠近頂端的3～20層內(nèi)，電壓在252kV以上，每層或隔1～3層裝設(shè)均壓環(huán)，以減小電暈的產(chǎn)生。

構(gòu)架為三角形，構(gòu)架與該層的電容器單元和支柱絕緣子連接。