換流閥母線連接發(fā)熱探析

尹 華,梁家豪,徐 晟,梁秉崗,趙冀川

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局,510405）

換流閥母線連接發(fā)熱探析

尹 華,梁家豪,徐 晟,梁秉崗,趙冀川

（中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司廣州局,510405）

換流閥做為換流站的核心設(shè)備，對于直流穩(wěn)定運(yùn)行至關(guān)重要。溪洛渡直流工程從西換流站在對換流閥設(shè)備日常運(yùn)維中，多次發(fā)現(xiàn)換流閥母線連接處發(fā)熱。本文從發(fā)熱表象入手，提出了發(fā)熱處理建議，以供參考。

換流閥;發(fā)熱;通流密度

0 前言

溪洛渡直流輸電工程西起云南昭通，東至廣州從化，線路長度1251km。從西換流站為溪洛渡直流工程的受端站。溪洛渡工程為同塔雙回直流，從西站有四個(gè)閥廳。在日常運(yùn)維過程中，從西站2015年全年發(fā)現(xiàn)換流閥母線連接處發(fā)熱共計(jì)24處。換流閥母線連接處發(fā)熱，將可能導(dǎo)致母線熔斷，必須將直流停運(yùn)進(jìn)行處理。本文將主要介紹換流閥母線連接結(jié)構(gòu)、通流密度計(jì)算、發(fā)熱處理方法，以供直流輸電系統(tǒng)換流閥運(yùn)維參考。

1 換流閥母線連接結(jié)構(gòu)

直流輸電系統(tǒng)中典型的母線連接如圖1所示。（1）為直鋁母線，（4）為S型鋁母線，（2）、（3）為鍍錫銅母線。（1）與（4）通過（2）、（3）連接。通過紅外測溫，母線連接發(fā)熱點(diǎn)為（2）、（3）接頭處，以及（2）、（3）鍍錫銅母線本身。

圖1 換流閥母線連接示意圖

（2）、（3）為鍍錫銅編織帶。鍍錫銅絲直徑為0.1mm，采用螺栓標(biāo)號(hào)為M19的一共12顆螺栓與（1）、（4）固定。（1）、（2）、（3）連接處的截面積S123=2*8592mm2，（2）、（3）、（4）連接處的截面積S234=2*8592mm2（已扣除螺栓孔）。該種類型結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用與直流輸電工程中，是一種成熟的設(shè)計(jì)方法。

2 母線通流密度計(jì)算

通流密度是反應(yīng)電流強(qiáng)弱和流向的物理量。從發(fā)熱角度考慮，在電流一定的情況下，通流密度越大，發(fā)熱將會(huì)越明顯。下面將分別計(jì)算鍍錫編織帶、鋁母線及兩者接頭處的通流密度。

溪洛渡工程直流額定電流Id=3200A，交流電流Ia=0.816Id。Ia=2611A。

①換流閥母線連接處截面積均為S123=S234=2*8592mm2。

母線連接處通流密度J1=Ia/S123=0.152A/mm2

②（2）、（3）鍍錫銅編織帶通流面積S1=960mm-1500mm之間。此處通流密度J2=Ia/S1=0.87-1.35A/mm2。

③（1）、（4）為鋁母線通流面積為S2=2644mm2。此處通流密度J3=Ia/S2=0.99A/mm2。

從通流密度的計(jì)算來看，（2）、（3）鍍錫銅編織帶通流密度較大，在換流閥運(yùn)行時(shí)，此處將可能產(chǎn)生較大發(fā)熱量。這與紅外測溫的結(jié)果也基本一致。

3 換流閥母線連接處理方法

換流閥母線連接發(fā)熱，從通流密度的計(jì)算，結(jié)合紅外測溫結(jié)果，可以基本上確認(rèn)發(fā)熱原因在于從西換流站鍍錫銅編織帶截面積較小，處于瓶頸環(huán)節(jié)。因此，選擇核實(shí)的鍍錫銅編織帶截面積，是處理發(fā)熱問題的關(guān)鍵。

截面積的計(jì)算，在第三部分中有表示，考慮到經(jīng)濟(jì)型，鍍錫銅編織帶通流密度應(yīng)結(jié)合整個(gè)電流流通回路通流密度來統(tǒng)籌計(jì)算，使整個(gè)電流流通回路的通流密度基本保持一致，不存在明顯的瓶頸環(huán)節(jié)。

[1] SIEMENS.System Information Manual EB2 351 AZ_R1[Z]. Germany:SIEMENS.

[2] 中國南方電網(wǎng)超高壓輸電公司.±500kV溪洛渡右岸送廣東同塔雙回直流輸電系統(tǒng)從西換流站運(yùn)行規(guī)程，2014

[3] 趙畹君.高壓直流輸電工程技術(shù)[M].北京: 中國電力出版社,2004.

Analysis on the heating of bus connection of converter valve

Yin Hua,Liang Jiahao,Xu Sheng,Liang Binggang,Zhao Jichuan
(China Southern Power Grid, Guangzhou Bureau of ultra high pressure,510405)

The converter valve is the core equipment of the station,is crucial for the stable operation of dc. From the west station in Xiluodu HVDC converter valve equipment daily maintenance,repeatedly found valve bus connection fever.In this paper,the heating process is proposed, and the heating treatment is proposed for reference.

converter valve;heating;flow density

尹華 （1986），男，學(xué)士，中級(jí)工程師，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。

梁家豪（1979），男，學(xué)士，高級(jí)工程師，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。

徐晟（1987），男，學(xué)士，中級(jí)工程師，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。

梁秉崗（1986），男，學(xué)士，中級(jí)工程師，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。

趙冀川（1989），男，學(xué)士，助理工程師，從事高壓直流輸電系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)工作。