專利名稱：：高壓直流輸電接地極均流裝置的制作方法
技術領域：
：本實用新型涉及一種高壓直流輸電接地極均流裝置。它適用于高壓直流輸電換流站緊湊型接地極或分體式(或稱子母型)接地極，采用緊湊型接地極或分體式接地極技術，可拓寬直流輸電接地極址適用范圍。技術背景高壓直流輸電換流站接地極是直流輸電系統的重要組成部分，在直流輸電系統運行中，起到不可替代的作用。接地極不同于普通交流接地網，它可以持續工作在有源狀態，其作用如圖l所示(1)在建設初期，利用先建成的一極，可以采用大地返回方式運行；(2)當一極(例行)檢修時，另一極可采用單極大地返回方式運行；(3)當一極出現故障時，為了保證系統穩定，要求另一健全極能繼續運行；(4)鉗制換流站整流閥中性點電位，使之為"0"電位。由此可見，流過接地極的電流就是直流系統中的額定工作電流。目前，國內外髙壓直流系統換流站接地極均是采用常規設計的接地極。即一個接地極一個極址，所有的電流經一個接地極注入大地，各子電極布置在同一極址內(對應的是同一極址電性模型)，但常規接地極要求極址場地面積較大。隨著我國電力工業快速發展，高壓直流輸電正在成為我國電力輸送重要部分，特別是隨著西電東送和全國聯網的穩步推進，我國直流輸電正朝著高電壓、大容量的方向發展，接地極的設計額定電流也逐步提高，按照傳統的常規的方式設計接地極，選址工作變得愈加困難。一方面，我國負荷多集中在東部發達地區，電力系統異常復雜(接地極選址時首先要考慮減少對電力系統的影響)，接地極離換流站(變電站)或其它大型地下金屬設施的距離將會起來越遠；另一方面，在電源集中的西部山區，受地理條件的制約，尋找面積較大(適于埋設接地極)的平地本身就比較困難。這些困難有嚴重地影響到我國直流輸電工程實施和發展的趨勢。為解決接地極選址難的問題，.電力市場呼喚采取新型設計技術。針對這種考慮，我們發明了"緊湊型接地極"和"分體式接地極"設計技術，本實用裝置是支持緊湊型和分體式接地極技術的重要設備。
發明內容本實用新型的目的在于提供一種高壓直流輸電接地極均流裝置。它克服了上述現有
背景技術：
的不足。均流裝置主體是電阻元件(電阻器)，使用中將其串接在緊湊型或分體式接地極低接地阻抗回路上，利用它的電阻元件特性調整整個接地極電流分配，使之均勻，故稱之為均流裝置。本實用新型的目的是通過如下措施來達到的高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器1、備用電阻器2、逆變電源3、電流繼電器4、電壓繼電器5，冷卻風機6，分流線路通過端點A連接主電阻器1、主電阻器1連接電流繼電器4和電壓繼電器5，電壓繼電器5與冷卻風機6連接，分流線路通過端點B連接備用電阻器2，備用電阻器2連接電流繼電器4和電壓繼電器5，分流線路通過端點C連接逆變電源3，逆變電源3分別連接電流繼電器4、電壓繼電器5和冷卻風機6。為實現上述目的本實用新型還可以采用如下技術方案.高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器l、備用電阻器2、電流繼電器4、直流電流互感器CT或分流器8、直流電壓表V、DC/AC逆變電源3、開關7、電壓繼電器5、交流接觸器線圈9、熱繼電器IO、主冷卻風機6-l、備用冷卻風機6-2、交流接觸器ll，D、N為接入端子，主電阻器l串接分流器11后并接D、N兩端，直流電流互感器CT或分流器8與電流繼電器4及直流電流表A連接，備用電阻器2串接交流接觸器11后并接D、N兩端，DC/AC逆變電源3的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為DC/AC逆變電源3交流輸出端子，DC/AC逆變電源3交流輸出端子通過開關7接A、B兩端，電壓繼電器5接交流電源A、B兩端，電壓繼電器5的常開接點KM1與交流接觸器線圈9串聯后接交流電源A、B兩端，熱繼電器IO、交流接觸器線圈9、主冷卻風機6-l串聯后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風機6-2與交流接觸器11的常開接點KM2串聯后接交流電源A、B兩端，電流繼電器4的常開接點KM2、按鈕開關SA2、電流繼電器4串聯后接交流電源A、B兩端。本實用新型高壓直流輸電接地極均流裝置是高壓直流.輸電換流站緊湊型接地極或分體式(或稱子母型)接地極技術中的核心部件，與常規設計的直流輸電接地極相比，緊湊型接地極或分體式接地極具有占地面積較小，技術性能好，節省工程造價等優點。例如設極址土壤為兩層結構，上層土壤電阻率為100Qm，層厚10m，下層土壤電阻率為1000Qm。在額定電流為3000A時，分別采用常規和緊湊型設計的接地極，其主要技術和經濟指標見下表。<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>導致緊湊型接地極尺寸比常規接地極要小和技術特性得到改善的根本原因是通過技術措施強制電流分配較均勻，使極址內部場地得到了充分利用。由于電極尺寸減少了，所以材料也較省，其經濟效益和社會效益是非常明顯的。此外，由于緊湊型接地極大幅度降低了占地面積，使得更多的地方具備了建設接地極的條件，因此，接地極極址選擇難的問題可基本得到解決，地電流對環境的影響問題也有條件得到改善甚至解決。圖1為接地接在直流輸電系統中的位置與作用關系圖。圖2為本實用新型高壓直流輸電接地極均流裝置的結構方框圖。圖3為本實用新型高壓直流輸電均流裝置的電路圖。圖中l.主電阻器，2.備用電阻器，3.逆變電源，4.電流繼電器，5.電壓繼電器，6.冷卻風機，6-1.主冷卻風機，6-2.備用冷卻風機，.7.開關，8.分流器，9.交流接觸器線圈，IO.熱繼電器，ll.交流接觸器，A.直流電流表，V.直流電壓表。具體實施方式以下結合附圖詳細說明本實用新型的實施情況，但它們并不構成-對本實用新型的限定，同時通過說明本實用新型的優點將變得更加清楚和容易理解。參閱圖2可知本實用新型高壓直流輸電接地極均流裝置，它包括主電阻器l、備用電阻器2、逆變電源3、電流繼電器4、電壓繼電器5，冷卻風機6，分流線路通過端點A連接主電阻器1、主電阻器l連接電流繼電器4和電壓繼電器5，電壓繼電器5與冷卻風機6連接，分流線路通過端點B連接備用電阻器2,備用電阻器2連接電流繼電器4和電壓繼電器5，分流線路通過端點C連接逆變電源3，逆變電源3分別連接電流繼電器4、電壓繼電器5和冷卻風機6。參閱圖3可知D、N為接入端子，主電阻器l串接電流互感器CT或分流器8后并接D、N兩端，電流互感器CT或分流器8與電流繼電器4及直流電流表A連接，備用電阻器2串接交流接觸器ll后并接D、N兩端，逆變電源3的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為逆變電源3交流輸出端子，逆變電源3交流輸出端子通過開關7接A、B兩端，電壓繼電器5接交流電源A、B兩端，電壓繼電器5的常開接點KM1與交流接觸器線圈9串聯后接交流電源A、B兩端，熱繼電器IO、交流接觸器線圈9、主冷卻風機6-1串聯后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風機6-2與交流接觸器11的常開接點KM2串聯后接交流電源A、B兩端，電流繼電器4的常開接點KM2、按鈕開關SA2、電流繼電器4串聯后接交流電源A、B兩端。本實用新型高壓直流輸電接地極均流裝置的工作原理為大電流正常運行情況下(直流電流持續流過主電阻器1):DC/AC逆變電源3帶電一輸出交流側A、B兩端電壓達到一定值一電壓繼電器5勵磁一KM1接通一主冷卻風機6-1工作；電流繼電器4檢測到主回路有電流一KM2開路一備用電阻器2不工作。大電流事故情況下(即主電阻器1斷開)電流繼電器4檢測到主回路無電流，啟動KM2接通一備用電阻器2接通一備用冷卻風機6-2工作一紅燈HR點亮；小電流(雙極)正常運行情況下直流鬼壓低(DC/AC逆變電源3不工作或交流輸出電壓低)一電壓繼電器5不勵磁一KM1斷開一主冷卻風機6-1停運；人工控制備用電阻器2運行按SA1按鈕一KM2接通一備用電阻器2投運；按SA2按鈕一KM2斷開一備用電阻2停運。對設備的技術要求1)對主體電阻器1和備用電阻器2的要求。在持續額定電流下，材料電阻溫度系數(1/°C)應小于0.02%;最高(允許)工作溫度可達到300'C及以上。2)對DC/AC逆變電源3的要求。直流電壓在允許變化范圍內，可將直流電源轉換為穩定的交流電源，為交流繼電器、接觸器、風機提供穩定的電源，且應滿足負荷功率要求。3)對直流電流繼電器4的要求。通過電流檢測元件監測主電阻器1回路電流，當流過主電阻器l的直流小于某一值時，電流繼電器3(線圈)勵磁保證KM2可靠接通，反之斷開。4)對電壓繼電器5的要求。根據主電阻器1兩端的電壓整定，當主電阻器1兩端電壓大于某一值時，電壓繼電器線圈勵磁保證KM1可靠接通，反之斷開。5)對主冷卻風機6-1和備用冷卻風機6-2的要求。當KM1接通時，主冷卻風機6-l工作。冷卻風機應有足夠的能力，保證冷卻效果滿足設計要求。6)對熱繼電器10的要求。當冷卻風機電動機過負荷時，熱繼電器IO應自動斷開停止冷卻風機運行。權利要求1、高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、逆變電源(3)、電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)，冷卻風機(6)，分流線路通過端點A連接主電阻器(1)、主電阻器(1)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，電壓繼電器(5)與冷卻風機(6)連接，分流線路通過端點B連接備用電阻器(2)，備用電阻器(2)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，分流線路通過端點C連接逆變電源(3)，逆變電源(3)分別連接電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)和冷卻風機(6)。2、高壓直流輸電接地極均流裝置，其特征在于它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、電流繼電器(4)、電流互感器(CT)或分流器(8)、直流電壓表(V)、DC/AC逆變電源(3)、開關(7)、電壓繼電器(5)、交流接觸器線圈(9)、熱繼電器(10)、主冷卻風機(6-1)、備用冷卻風機(6-2)、交流接觸器(11)，D、N為接入端子，主電阻器(1)串接分流器(11)后并接D、N兩端，分流器(11)與電流繼電器(4)及直流電流表(A)連接，備用電阻器(2)串接交流接觸器(11)后并接D、N兩端，DC/AC逆變電源(3)的直流輸入端子并接D、N兩端，A、B為DC/AC逆變電源(3)交流輸出端子，DC/AC逆變電源(3)交流輸出端子通過開關(7)接A、B兩端，電壓繼電器(5)接交流電源A、B兩端，電壓繼電器(5)的常開接點KM1與交流接觸器線圈(9)串聯后接交流電源A、B兩端，熱繼電器(10)、交流接觸器線圈(9)、主冷卻風機(6-1)串聯后接交流電源A、B兩端，備用冷卻風機(6-2)與交流接觸器(11)的常開接點KM2串聯后接交流電源A、B兩端，電流繼電器(4)的常開接點(KM2)、按鈕開關(SA2)、電流繼電器(4)串聯后接交流電源A、B兩端。專利摘要高壓直流輸電接地極均流裝置，它包括主電阻器(1)、備用電阻器(2)、逆變電源(3)、電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)，冷卻風機(6)，分流線路通過端點A連接主電阻器(1)、主電阻器(1)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，電壓繼電器(5)與冷卻風機(6)連接，分流線路通過端點B連接備用電阻器(2)，備用電阻器(2)連接電流繼電器(4)和電壓繼電器(5)，分流線路通過端點C連接逆變電源(3)，逆變電源(3)分別連接電流繼電器(4)、電壓繼電器(5)和冷卻風機(6)。本實用新型高壓直流輸電接地極均流裝置，它適用于緊湊型接地極或分體式接地極技術，拓寬了直流輸電接地極址適用范圍，從而可以大幅度地減少接地極占地面積，降低接地極址選擇難度，且技術性能好，節省工程造價。文檔編號H02J1/00GK201044359SQ20072008461公開日2008年4月2日申請日期2007年4月30日優先權日2007年4月30日發明者曾連生,葦李申請人:中國電力工程顧問集團中南電力設計院