附錄特高壓直流輸電換流閥的結(jié)構(gòu)組成與技術(shù)要求分析特高壓直流輸電工程是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，工程所涉及的設(shè)備品種繁多，數(shù)量巨大，其中換流閥、換流變壓器和平波電抗器是構(gòu)成直流輸電回路的最關(guān)鍵、最核心、最重要的一次主設(shè)備。由于其交直流整流及逆變換流的功能要求和耐受直流電壓等特點(diǎn)，所以其技術(shù)要求與交流輸電工程的主設(shè)備相比差異很大，甚至完全不同。換流閥是實(shí)現(xiàn)整流或逆變的核心器件，直流輸電中使用最廣泛的是晶閘管換流閥，晶閘管的觸發(fā)方式有電觸發(fā)和光觸發(fā)兩種。本節(jié)將主要從環(huán)流閥結(jié)構(gòu)、換流閥控制系統(tǒng)、換流原理以及換流閥關(guān)鍵組部件等方面對(duì)特高壓直流換流閥進(jìn)行詳細(xì)介紹。1.1換流閥結(jié)構(gòu)組成一般來(lái)說(shuō)，換流閥有兩種換流單元，分別是6脈動(dòng)換流單元和12脈動(dòng)換流單元。后者由兩個(gè)電壓相位差為30°的6脈動(dòng)換流單元構(gòu)成，是特高壓直流輸電常用的結(jié)構(gòu)。但是換流閥在換流過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波影響系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，因此必須給換流閥配置濾波器，除此之外還要配置避雷器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備等。換流閥的結(jié)構(gòu)包括晶閘管級(jí)、閥組件閥模塊及相關(guān)的均壓阻尼和冷卻部件。工程中或由一個(gè)6脈動(dòng)換流器的2個(gè)同相閥組成兩重閥結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1.1)，或由一個(gè)12脈動(dòng)換流器的4個(gè)同相閥組成四重閥結(jié)構(gòu)。換流閥單閥一般由兩個(gè)換流閥組件（閥層）組成，每個(gè)組件由兩個(gè)或四個(gè)閥段組成。換流閥塔結(jié)構(gòu)和閥模塊基本結(jié)構(gòu)如圖2.1和圖2.2所示。圖2.1 換流閥塔結(jié)構(gòu)示意圖圖2.2 閥模塊基本結(jié)構(gòu)把晶閘管元件及散熱器組合在一起構(gòu)成晶閘管閥段，閥段應(yīng)具備良好的電氣性能和導(dǎo)熱性能。晶閘管閥段示意圖如圖l.3所示。圖2.3 晶閘管閥段示意圖換流閥設(shè)計(jì)充分考慮了閥體的防火性能，換流閥組件裝備有阻燃隔板，結(jié)構(gòu)全部選用低可燃性和自熄滅特性的材料。士800kV特高壓直流輸電工程換流閥采用空氣絕緣、水冷卻、懸吊式結(jié)構(gòu)。每個(gè)特高壓換流站共需要24個(gè)雙重閥，其中12個(gè)布置在高壓閥廳內(nèi)，12個(gè)布置在低壓閥廳內(nèi)。±800kV、4000A雙重閥閥塔如圖2.4所示。圖2.4 ±800kV、4000A雙重閥閥塔每個(gè)雙重閥的閥臂由數(shù)個(gè)閥組件構(gòu)成。每個(gè)閥組件由多個(gè)晶閘管和緊靠他們的觸發(fā)控制單元、均壓回路及陽(yáng)極飽和電抗器等組裝在一起構(gòu)成，閥組件結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.5所示。圖2.5 閥組件結(jié)構(gòu)示意圖閥組件中最主要的工作元件是晶閘管元件，晶閘管元件、觸發(fā)控制單元、阻尼回路一起組成晶閘管級(jí)，典型的晶閘管級(jí)示意圖如圖2.6所示。圖2.6晶閘管級(jí)示意圖1.2特高壓直流換流閥試驗(yàn)技術(shù)要求對(duì)于晶閘管換流閥的試驗(yàn)，一般分為例行試驗(yàn)和型式試驗(yàn)兩種類(lèi)型。基于不同技術(shù)的晶閘管換流閥，其試驗(yàn)項(xiàng)目和試驗(yàn)參數(shù)有所不同。下面介紹特高壓直流輸電工程晶閘管換流閥的常見(jiàn)試驗(yàn)項(xiàng)目及其技術(shù)要求。對(duì)于例行試驗(yàn)，其監(jiān)檢明細(xì)表如表2.1所示。表2.1例行試驗(yàn)監(jiān)檢明細(xì)表序號(hào)試驗(yàn)項(xiàng)目試驗(yàn)過(guò)程驗(yàn)收準(zhǔn)則1外觀檢查檢查器件外觀，組件各種標(biāo)識(shí)符合技術(shù)規(guī)范2連接檢查組件電氣元件連接和水路連接電氣和水路連接均正確3均壓電路檢查組件電氣元件配線連接電氣連接正確4均壓試驗(yàn)測(cè)量晶閘管閥段和電抗器兩端電壓符合技術(shù)規(guī)范5功能檢測(cè)短路、阻抗、觸發(fā)、保護(hù)觸發(fā)、恢復(fù)期保護(hù)、反向阻斷電壓檢測(cè)、短路與阻抗復(fù)檢均滿(mǎn)足對(duì)應(yīng)檢測(cè)項(xiàng)目的要求6交流耐壓試驗(yàn)施加工頻試驗(yàn)電壓，進(jìn)行局部放電檢測(cè)放電量不超過(guò)額定值7壓力試驗(yàn)測(cè)試水壓、時(shí)間以及漏水情況壓力符合要求、無(wú)漏水8溫度循環(huán)試驗(yàn)每個(gè)加熱周期后有個(gè)冷卻水流無(wú)異常狀況對(duì)于型式試驗(yàn)，按照技術(shù)規(guī)范和GB/T20990.l的規(guī)定，對(duì)晶閘管換流閥進(jìn)行型式試驗(yàn)，型式試驗(yàn)設(shè)備與儀器如表2.2所示。表2.2型式試驗(yàn)設(shè)備與儀器序號(hào)試驗(yàn)設(shè)備設(shè)備要求1沖擊電壓發(fā)生設(shè)備可產(chǎn)生雷電全波、操作波及陡波，電壓、容量、波頭陡度、負(fù)載電容和電感、電壓穩(wěn)定性滿(mǎn)足試驗(yàn)要求2工頻試驗(yàn)設(shè)備電壓、容盤(pán)、波形、局放水平滿(mǎn)足試驗(yàn)要求3直流發(fā)生設(shè)備電壓、容獄、波紋系數(shù)、升壓速度滿(mǎn)足試驗(yàn)要求4測(cè)量設(shè)備與儀器分壓器、峰值電壓表、脈沖計(jì)數(shù)器、電流表、示波器準(zhǔn)確度符要求有權(quán)威部門(mén)升的有效校驗(yàn)報(bào)估5合成回路試驗(yàn)設(shè)備分壓器、電流表、示