专利名称：多塔高压直流滤波电容装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及高压直流输电技术领域，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。
背景技术：
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的实用新型专利“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。
实用新型内容本实用新型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。本实用新型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。本实用新型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。
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实施例3，也有3个电容器塔，其中两个电容器塔上 的电容器单元2经联接线5 —次接线为“H”型接线。另一个电容器塔上的电容器单元2 — 次接线为Π型接线。其它结构均与实施例1相同。上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的 具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、 等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求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O)、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⑵；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) —次接线为“H”型接线或者为II型接线。
2.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于每塔的每层台架(6)上有4台 32台电容器单元2，每层的电容器单元O)串联为2 串 8串。
3.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于所述电容器塔上的电容器单元( 一次接线为“H”型接线，在每个塔架第7层 第35 层引出不平衡电流接电流互感器(7)。
4.根据权利要求3所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于所述电流互感器(7)为光纤式电流互感器、或者是光电式电流互感器、或者是混合式 电流互感器、或者是电子式电流互感器。
5.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于所述电容器塔上的电容器单元( 一次接线为II型接线，在每个塔架底层引出不平衡 电流接电流互感器(7)。
6 根据权利要求5所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于所述电流互感器(7)为电磁式电流互感器。
7.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于各塔的顶部台架经高压管母(1)相互连接。
8.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于每塔电压在252kV以上的上部台架层，每层或隔1 3层装设均压环(4)。
9.根据权利要求1所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于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O)，每层的电容器单元 (2)串联为4串。
10.根据权利要求9所述的多塔高压直流滤波电容装置，其特征在于其中2个电容器塔的电容器单元( 接为双桥差不平衡电流保护电路。
专利摘要本实用新型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。
文档编号H02J1/02GK201877825SQ20102066732
公开日2011年6月22日 申请日期2010年12月18日 优先权日2010年12月18日
发明者左强林, 廖斌, 梁琮, 秦华忠, 赵彦军, 雷琼艳 申请人:桂林电力电容器有限责任公司