一种适用于±500KV换流站的通用换流变压器的制作方法

本实用新型涉及换流变压器技术领域，尤其涉及一种适用于±500kv换流站的通用换流变压器。

背景技术：

现有的常规高压直流输电工程多采用lcc-hvdc(电网换相的高压直流)技术路线，对交流输电网络的短路容量要求越来越高。如果不升级改造交流输电网，不可避免的，常规高压直流输电系统的逆变站会发生越来越多的换相失败，给本地交流输电网的稳定性带来严重的危害。目前直流换流站的逆变端大多已经接入了500kv电网，对此电压等级的交流电网进行升级改造的代价很大，因此改造常规直流逆变站，在逆变站采用vsc-hvdc(柔性直流输电技术)不失为一个有效且经济的选择。

专利文献cn109391157a公开了用于高压直流输电系统的通用型换流变压器，具体公开了一种将普通换流变压器改造为ynd换流变压器(即换流变压器采用网侧星形接地接法及阀侧三角形接法)的方案，改造后阀厅的布置如图1所示，由图1可见，该方案在工程布置上，由于ynd变压器的阀侧联结成了三角形，势必造成有一根高压导线需要跨越所有变压器，这样会造成两个问题：1.增加阀厅的荷载(高压导线需要用绝缘子悬挂在阀厅屋架)；2.增加施工与检修的难度。

对于±500kv电压等级的常规直流换流站，其每极的阀厅只有一个，采用12脉动换流器，因此可以考虑将每极的阀厅打造成一个伪双极接线的柔性直流换流器。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提出一种适用于±500kv换流站的通用换流变压器：在交直流侧系统电压等级不变的条件下，将常规直流系统每极ynd接线和yny接线的两组换流变压器，改造成一组yny换流变压器，使之适用于采用伪双极接线的柔性直流系统，通过直流侧的接地方式，改造后的两极系统可以共同构成真双极系统。本实用新型不需改变换流变压器内部结构，可通过外部电气连接实现，且工程现场实施简单。

具体的，本实用新型提出的一种适用于±500kv换流站的通用换流变压器，包括三个y型单相双绕组换流变压器和三个d型单相双绕组换流变压器，第一个y型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组与第一个d型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组串联连接形成第一绕组，从而保证这两个换流阀侧绕组的绝缘水平不需要改变，同理，第二个y型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组与第二个d型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组串联连接形成第二绕组，第三个y型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组与第三个d型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组串联连接形成第三绕组，所述第一绕组、第二绕组和第三绕组联结形成y型拓扑结构。本实用新型提出的此通用换流变压器，换流变接线方便，不需增大绝缘距离。

进一步的，所述第一绕组、第二绕组和第三绕组中的d型单相双绕组换流变压器的换流阀侧绕组联结形成y型拓扑结构。

进一步的，所述三个y型单相双绕组换流变压器和三个d型单相双绕组换流变压器的交流电网侧绕组分别并入交流电网。

本实用新型的有益效果在于：

(1)本实用新型将常规直流系统每极ynd接线和yny接线的两组换流变压器，改造成了一组yny换流变压器，以适用于采用伪双极接线的柔性直流系统，通过直流侧的接地方式，改造后的两极系统可以共同构成真双极系统，不需改变换流变压器内部结构，可通过外部电气连接实现，且工程现场实施简单；

(2)本实用新型针对±500kv等级且每极只有单换流器的换流站，将换流变压器改造成yny接线，解决了高压跨线的问题，减小了阀厅荷载，以及施工与检修的难度；

(3)换流变压器的投资约占换流站设备总投资的一半，本实用新型在原换流变压器的基础上，从接线与布置上进行了改进，大幅节省了工程改造的投资；

(4)本实用新型充分利用了常规直流换流变可以同时承受交直流叠加电压的特性，将其与真双极接线的柔性直流换流站的需求性结合，满足了柔性直流换流站的运行需要。

附图说明

图1是现有换流变压器改造方案中阀厅的布置图；

图2是±500kv换流站常规直流换流变压器配置示意图；

图3是常规直流换流变压器绕组联结示意图；

图4是常规直流换流变压器阀侧套管接线图；

图5是本实用新型的换流变压器联结组别示意图；

图6是本实用新型的换流变压器阀侧套管接线图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本实用新型的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型，即所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在±500kv等级的常规直流换流站中，全站供两极换流器，每极换流器需要同时使用两组变压器，两组变压器的联结方式组别分别为ynd与yny，其中ynd为变压器电网侧星形接地接法及阀侧三角形接法，yny为变压器电网侧星形接地接法及阀侧三角形接法。两组变压器的电网侧并列接入交流系统，换流阀侧分别接入两个六脉动阀组，从外端口特性上来看，具有串联的性质，如图2所示。

实际常规直流工程中，两组换流变压器是分别是由三台单相双绕组变压器构成的，若将图2展开成变压器绕组连接形式，则如图3所示，该换流变压器阀侧套管接线如图4所示。

对于大容量柔性直流输电换流站，其阀组多为mmc(模块化多电平换流器)，且采用真双极接线，换流变通常只需要单组的ynd联结形式。为保证交流与直流侧接入同样电压等级的系统，本实施例提供了一种适用于±500kv换流站的通用换流变压器，可通过以下方案实现：

(1)如图5所示，将三个y型单相双绕组换流变压器和三个d型单相双绕组换流变压器进行统一联结，对于交流电网侧，维持不变，仍然各绕组分别并入交流电网；换流阀侧，将y型单相双绕组换流变压器的a1-x1绕组与d型单相双绕组换流变压器的a2-x2绕组进行串联，形成一个新的绕组a1-x1-a2-x2，其他两相类似做法，从而保证两个绕组的绝缘水平不需要改变，将新形成的三个绕组联结成星形(即y型)；

(2)将这6台单相双绕组换流变压器进行重新排序，顺序为a1-a2-b1-b2-c1-c2，换流变压器阀侧的顺序相应为：a1-a2-b1-b2-c1-c2，按此方式改造后，换流变接线方便，不需增大绝缘距离，此方案换流变压器阀侧套管接线如图6所示。本实施例针对±500kv等级且每极只有单换流器的换流站，将换流变压器改造成yny接线，解决了高压跨线的问题，减小了阀厅荷载，并减小以及施工与检修的难度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本实用新型使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。