阳极饱与电抗器

阳极饱和电抗器什么是换流阀换流阀是直流输电工程的核心设备，通过依次将三相交流电压连接到直流端得到期望的直流电压和实现对功率的控制，其价值约占换流站成套设备总价的22〜25%。换流阀由晶闸管、阻尼电容、均压电容、阻尼电阻、均压电阻、饱和电抗器、晶闸管控制单元等零部件组成。其中，晶闸管是换流阀的核心部件，它决定了换流阀的通流能力（目前国内已研制出6英寸晶闸管，额定通流能力4000安培），通过将多个晶闸管元件串联可得到希望的系统电压，晶闸管的触发方式分为电触发和光触发，ABB和西门子、阿海珐分别是其中的代表。换流阀生产厂家目前换流阀的生产能力是：许继集团拥有ABB和西门子、阿海珐三家换流阀的生产能力、西安西电电力整流器有限责任公司拥有西门子和ABB的换流阀生产能力。许继集团作为国内换流阀首要生产企业，从20世纪八十年代开始，参与了中国己建成和正在建设的全部十三个直流输电工程的技术引进和设备制造工作，换流阀电压等级从士50千伏〜土1100千伏，包括电触发晶闸管换流阀和光触发晶闸管换流阀，产品性能达到目前国际先进水平。换流阀晶闸管的水冷散热器换流阀的核心部件晶闸管所需的水冷散热器，既要给晶闸管散热，又要充当结构件承压，还需导电，和终身的质保，其严格的质量要求使得这种水冷散热器成为了电力电子行业内水冷散热器的顶级产品，中国电科院世界首个士800kV/4750A特髙压直流换流阀自主研发中使用的水冷散热器由武汉热诺金属生产。许继6250A特高压直流输电换流阀在国家电网公司科技项目及许继集团重大科研项目等多个项目基金支撑下，通过对髙压直流输电换流阀设备关键技术的探索、研宄，许继集团成功研制出了6250A特髙压直流输电换流阀设备，全面攻克了6250A直流换流阀基础理论、成套设计、关键设备研制、集成技术和试验技术，掌握了核心技术，形成自主知识产权，满足我国电力技术及建设快速发展的战略需求。按照国家电网公司的统一部署，许继集团积极组织科研团队开展技术攻关，突破了众多技术难题，历时8个月成功研制出世界首个额定电流6250A的特髙压直流输电换流阀组件，并于2013年9月率先完成运行试验验证。本成果主要技术指标居世界第一：额定电流6250A,过负荷电流6238A,耐受故障电流63kAD南瑞继保特髙压直流换流阀系统通过技术成果鉴定试验验证和工程整体实施能力。2015年8月15日，中国电机工程学会在常州成功组织召开了南京南瑞继保电气有限公司完成的“PCS-8600特髙压直流换流阀系统”技术成果鉴定会，鉴定委员会由包括周孝信、李立涅、杨奇逊、邱爱慈、郭剑波、韩英译、程时杰、薛禹胜等8位院士在内的15位专家组成.鉴定委员会认为：南瑞继保MPCS-8600特髙压直流换流阀系统”研宄成果满足特髙压直流运行的需求，具有完全自主知识产权，形成了特髙压直流换流阀自主研制的成套关键技术，对提髙我国特髙压直流核心设备的研制水平和成套能力起到了推动作用，具有良好的经济、社会效益和推广应用前景，综合技术水平达到国际领先，建议尽快工程应用，南瑞继保以多年来在髙压直流输电和电力电子领域丰厚的技术积累为基础，以多专业融合的研发能力为保障，集中优势资源在特髙压换流阀的设计、研制、试验等方面开展了研宄，研制成功了具有自主知识产权的土800kV换流阀、5000A/6250A换流阀组件、换流阀控制单元，以及换流阀冷却系统;研发了完备的换流阀合成试验回路和绝缘试验系统，具备了特髙压直流换流阀研制、生产社会经济效益±800kV/6250A特髙压直流输电工程额定输送容量可达10000MW,能够大大提髙现有特髙直流输电工程的电力输送能力，能够以髙效环保的输电方式，减少输电走廊占地面积、提髙输电效率、降低输电成本，满足国家大气污染综合治理方案的贯彻执行，井能作为全球能源互联网的有利实践工具，积极响应国家"一带一路”发展战略。国家电网2020年前规划将建设27回特髙压直流输电工程，其中包括锡盟-泰州和上海庙-山东两条特高压6250A直流工程，此外，国外新兴经济发展体俄罗斯、巴西、印度、巴基斯坦等国家也规划了容量可观的特髙压直流工程，由此可见，6250A特髙压直流输电换流阀发展前景十分LTT换流阀组件结构电容器ETT阀塔4个单阀4X482个阀层6个翮管ETT换流阀基本结构及组成元件192个晶阐管針晶闸管2X4X0)四重阀单元1阀厅整流侧与逆变侧共6组阀塔，共计1152个晶闸管。ETT换流阀冷却方式IIIIII(c>s*■r，■^m

w相拽w单开(vcu)-!怜Jtft-S=rSitjflW^n(TCU)«■■•"^HRf—■■•■迪视］保护没H»_■---■--p-¥~1—----imvaa*律》«?光发ItttI"~~1(b)ffi11-13阀电气迕椿示,fcS(•)(b)W扨件；(C)单H(桥tthtd)快航軲换流站俠跗跖饱和电抗器的工作原理在晶闸管元件开通瞬间电流处于上升初始阶段，饱和电抗器具有很髙的阻抗用以限制电流的上升，而晶闸管元件内一旦建立起足够的载流子后,饱和电抗器又呈现出很低的阻抗特性，这有利于降低阀内的电抗值提髙换流阀的效率，因此设计的饱和电抗器必须具有非线性饱和铁芯的特性.阳极饱和电抗器的作用厂阳极饱和电抗器产品用于髙压直流换流器的换流阀中，其主要作用?—是用于限制阀内晶闸管元件导通时出现的较髙的电流上升率（di/dt）以及较髙的浪涌电流而引发晶闸管元件被烧毁；二是当晶闸管处于关断期间线路出现较髙的电压上升率（du/dt）,以避免晶闸管元件所承受的浪涌电压而引起的误开通。因而阳极饱和电抗器特性的设计要满足在晶闸管开通瞬间，阳极饱和电抗器具有很髙的阻抗，而晶闸管元件内一旦建立起足够的载流子后,阳极饱和电抗器又呈现出很低的阻抗特性，这有利于降低换流阀的工作(1)用于髙压直流输电换流器装置中的饱和电抗器。由于特殊的运行环境性对电器部件的可靠性要求极髙_也是我们在设计研发选定材料过程中的考虑重点。除此还有如：脉冲特性，匝间绝缘，承受浪涌电流能力以及温升和局放等都有极髙的要求，为此在设计中采用了髙绝缘强度的水冷线圈，髙导磁超薄取向冷轧硅钢片，具有髙机械强度和绝缘强度的外壳，加上全密闭灌封树脂结构，有效的降低了噪音，提髙了承受浪涌电流的能力，整个造型美观，结构简洁合理<、f(2)确定产品的重要零部件。根据本产品的特点，依据零部件对产品主要性能的影响等级，对产品可靠性、安全性、寿命影响的重要度，对产品制造成本的重大影响，最终确定的重要零部件有：铝管电缆、铁心、气隙片、浇注料、外壳。饱和电抗器属铁心式电抗器类的一种，根据換流阀的使用要求；一是要满足电气性能要求；二是要根据换流阀的特点设计出符合换流阀运行环境的阀电抗器。这种电抗器具有电气性能髙、动态响应快、防火性能好、结构紧凑、安装简便、重量轻的特点，因此，我们在饱和电抗器设计上采用了当前国内性能最优异(的各类材料.试验结果证明这些国产材料完全可以满足阀电抗器的要求.电抗器的产品特点(3)饱和电抗器防震降噪技术电抗器在使用中产生的噪音比较大，这是所有带有气隙铁心式电抗器在工作中所共有的缺点。是换流阀中的主要噪声源。我们在设计饱和电抗器时充分考虑到了这一点，我们采用了专用的弹性体材料，将电抗器的线圈和铁心浇注在一体的工艺，即起到把线圈和铁心的相对位置固定的作用，又能起到降低噪音的作用饱和电抗器的结构电抗器的结构特点饱和电抗器的机械性能设计方法r

包括以下步骤:材料选择、电动力分析、整体结构、悬吊安装及支连接环节、防火设计和抗震设计共7部分，7部分的设计互有交叉，按照每一个部分得到电抗器的设计结果后，需要校核其他部分是否满足，只要有一项不满足，则需要重新设计，直到7部分性能都满足为止。饱和电抗器机械性能设计的输入参数为其电气性能参数、热力性能参数，设计输出参数即材料选型、结构型式，机械性能设计的结果应满足电气性能、热力性能，另外还需确保美观性、悬吊安装的便捷性、防火性能以及抗展性能，最终还需要兼顾经济特性，即在满足所有性能的前提下，体\积尽可能小。力国¥_悤中心1保本专fj.王屮图|f公开说朗书］申请弓t200910238490申潢日，2009/11/27公开日＞2010/05/12驻日：公*号，W17O711SA搬日.持权公吿日|专利夹别，发明国Ml召而弋码；11国1北京］氏理11271【对照表1K1A:徐国文一忡新平頁P沪和申，巟器国陆分英写t

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10Q192本发明控供了一种新型査流换流洞饴和电抗罢，其包括外壳、＞h^內的线与乐述线題ta耦台菊配的狭心、耽热片、水管和压装结构.具有结构御单、摸块比没计.电杭3^腸_容小，外解我寸較关垣定.族鉅和铁心觀热均匁效果好.噪声小.振动小的比点，并且持别适含于髙圧盧流站电換跑預用阳极饱和电抗器，中国电力科学研究院一种挾汝W用饱相电抗器机械性能汲计方法本犮明h出了一种&流阀曱raw电抗s甿机方茂怊和电aits的机味『生竑1^卡£考亡以下几v^smi逸薄.电约力分行，\呂安装WST冲，疰接坏节S外观，防火设I：十、扒存误本发明计十方liu铪出分析Sii方戎=m沐X电气性帖。TO电伉器谀I3气罕考［fa笨irHKHtSiES■:f万汊争$化训3化T诸t专利JT-:CNKW1CC5_J2010.0320公公昔）B：2010.1222公开（公昔）咢：CX1O.I9：3592AS分S号：GMFl'J^ZK'tJL2戒号:由i霣（）人:中®电：n科字研兄效肿1设计】人:抒广祗〒海；主志•』刘大_•主申该人般:北早布卑活区酒词小*玉輅：£号含利代S机构：北京安，产轵代3有限公司：:2'!體A:法啦■SgiJSrRrt^：?Jfc京B:1中国电力科学研究院_种»56曲iffl饱恥电氐S的明式试法珀谪马，专科弓：201010254T95本发明提供了~种换谛ra用_电洗器的型丈试始人法，在完成坡和电杌翻定型产翻m柙n；^方法后，ad该友朗择攻定的型式试今法后■可格也和电杭器产品定型.该型式朗法分别性能、热性能等三方E对脚）电筑報进行考庙.母神的试齡w和试始pu相和电is龙在脇和中需雙承受的果严M气、机《和》性聆等方面来廉t,茂型式试发^法总共包括以下內容，仗秒飲试I摘坊与铁芯网m冲击试私块冲志试轚、热冲击试»，射I麻］断細况，轚通性微，本发明朗€化、全也^系扶似膨出了柳电抗•的型式曲方法.•舶,2010^00^160公开B.2011年01月19日推核公告G:串谪人，■专利汉入T中国电力科学研5?1S申谏人地址：北京市海凉ES河小蓄东苗1茨胡设计人：矿痔«疫光干易玉触专利代JS机构，d匕柬安，达专節果公彐ft裡人|专^捵型，发胡专利分科GD1R3W0G01R3V12改了口1川芡m主开说明书身权说明奇西电济南变压器股份有限公司西电济变±800kV特高压换流阀用饱和电抗器通过鉴定文聿来私初S跡町恥331评1阳日近日，西电济南变a器股份有眼公司（以下闭你西电济妇研发的士sookm軎s换冰用阳极饱和电杭報，在西安西电电力系统有re公司a西安高压电h研^通过全s闵行_和包括短s试嫩在内的型式k验，技术性能相标完全s足协议罾求，旮项性能及技木指择珣达s世界兩先进水平.芫全闲足土aookm萵压直流输电系统的e求，标志看西电济雙环單树解亮注产品取得了笑破性发展1开始逻入恃高S亶拘辋电的银心技术聚尊.换流册甲饱和电抗S的研发，是西电集团孝揑的中央国有资本径當預算®点产业转里升级与发展资金项目fl±800kv恃sa直流輪电換流閥研制及产业化"项目的重_成報分.该电杭钃的研发成功，将有助于扭好目前趣脚萵压换流阀用饱和电抗器午屏依憲进口的届£,同打f富了西电fT变的产品种奥.（赛可东晚貽）赛晶电力电子集团「赛晶SunXingJ是中国铁道运输装备重要的生产配套厂商之一也是中国电网输配电领域中，节能增效电力电子部件及系统的领先制造商之一。作为ABB半导体全球最大授权分销商#我们供应ABB半导体电在输配电设备领域，我们向中国仅有的两家国有电网运营商分别供货，包括在髙压输配电系统中有着重要作用的髙压阳极饱和电抗器、髙压电力电容器和髙压静止无功补偿及融冰装置，产品的髙效能和髙可靠性使我们与国家电网等大型企业结成良好的合作伙伴，我们的主要产品包括：以IGBT、IGCT为代表的半导体电力电子元器件，髙压阳极饱和电抗器，髙压电力电容器，灵活交流输电技术(FACTS)用的髙压静止无功补偿及融冰装置、固态切换开关及静止同步补偿器，输电设备的在线监测系统，大功率整流电源装置，功率母线排，轨道机车牵引系统设备、模块化的控制监测系统和辅助供电系统。2oc::年费善赛S获得惠善e开发因+佳企i_开姑w*苕压过述斟、阳扱饱和电杭器在摟宝、呼miv吕圧s流瑜电项目中戍功疰网达行赛超集团威为中ffl北车集团rVa电力机车TI功率模块国内独家供应商天津赛昴水冷系统篥一次应用于南车研发生产的大功率机车主辅变流器水冷系统.am赉s坧团荻桿中信蓽安的冈脸投资，叩fl蒉品集团获得获得雄牛资本的风险投资、20C进11H;1茧罚公司成立.07A甚品篦团抜评为“201:杉年中国帯具投资价值的5:<3呈’.I5A无银賓M公司成立，:|3月天龙贾箱研发的"能网时饨存冷水和热水的装遵”取揭专利。沁fl赛晶ft团获得上海联倒的风蛇投资，02月收玟天津去离子水冷却系统生产厂.并重组为天津赛品公司，.J2A龙宠要品成为D,naw大电溁传菸器中固迗抽累代理.离甚S晶开始研fell40:i直流电交流电P3极抱祎电挤I荔苒赛S与中国北车筅团共問研发l®T功率探块.拟::年承办北京电力屯子学舍.中国电谣工业协议电力电子分舍笫七®年舍。蟲丢赛晶开始研fe_TT阳极饱和电抗S.阳极抱和电抗器在苒岭项S中成功技呙运行.20Lt:年荔善甚基开妯研发ET1阳极饱和电杭器。赛昂笫团阳极®扣电fA器助力鬲淙瑜电T程ft没发布日期:2DL4-11-20赛晶事囯，是国內堆一自主技术生产高压宫.流輪电工样换梳阀明；用tem饱利电杭器”的国产供应商。应不断变化的技术要术，；晶奐团枳极进行产品研犮和改迸，叫茜足彐哀电网和南方电网髙压直流输电项e建设的；要。同时，赛晶柒团严格生产皆理和产品位险，产拽产品质是，以保怔持鬲压直谛工程安金，稔定实施。截止2014年11月，赛晶筅函阳极饱和电抗器产品，己成功中标多条特荃压直流輪I电项自，总_过1000台，其中包括■困江观音岩至文山肓〒S流送出工枵、云南金沙扛中游电站迭电广西直筏