660kV直流输电工程换流阀电气设计综述

第32卷第7期2011年7月电力建设

Electric Power Construction

Vol.32，No.7

Jul ，2011·11·

中图分类号：TM 712

文献标志码：A

文章编号：1000-

7229（2011）07-0011-05基金资助项目：国家电网公司科技项目（PG71－10－001）。

ʃ660kV 直流输电工程换流阀电气设计综述

杨晓楠，汤广福，彭玲，蓝元良

（中国电力科学研究院，北京市，

100192）Review of Thyristor Valve Design for

ʃ660kV HVDC Transmission Project

YANG Xiaonan ，TANG Guangfu ，PENG Ling ，LAN Yuanliang

（China Electric Power Research Institute ，Beijing 100192，China ）

ABSTRACT ：

The Ningdong-Shandong

ʃ660kV HVDC

transmission project is the first worldwide DC power transmission project in ʃ660kV voltage grade ，where the single 12-pulse converter bridge is used resulting in the highest single valve volage and the largest number of series-connected thyristors．Based on the H400valve developed by China Electric Power Research Institute （CEPRI ）together with AREVA company of France ，the valves applied in the project are optimized by introducing valve section capacitor and equipping with new shielding case verified through type test．Furthermore ，the electrical design achievements of the thyristor valve in the project is reviewed．

KEYWORDS ：high voltage direct current （HVDC ）；thyristor valve ；electrical design ；type test

摘要：宁东—山东ʃ660kV 直流输电工程是世界上第1个采用ʃ660kV 电压等级的直流工程，该工程采用单12脉动换流阀结构，单阀跨接电压最高，单阀串联晶闸管级数最多。以中国电力科学研究院与法国阿海珐（AREVA ）公司联合推出的H400换流阀为基础，针对工程电压等级高的特点进行了设计优化，

加装了阀组件均压电容，进行了全新的屏蔽罩设计并通过型式试验进行了验证。对该工程换流阀电气设计的成果进行了综述。

关键词：高压直流输电（HVDC ）；晶闸管换流阀；电气设计；型式试验

doi ：10.3969/j．issn.1000-7229.2011.07.003

0引言

高压直流输电在远距离大容量输电、异步联网等

领域获得广泛的应用［1-2］

，世界上已建、在建和规划的高压直流项目电压序列主要包括ʃ125、ʃ500、ʃ600、ʃ660、ʃ800和ʃ1000kV ［3-6］，其中宁东—山东直流输电工程采用的ʃ660kV 等级在世界范围内尚属首例。

我国在20世纪80年代末开始发展直流输电技

术，至今已建立了稳定的电压序列，形成了完整的直流

输电理论和实践体系。ʃ500kV 直流系统经济输电距离在1000km 以下，

ʃ800kV 直流系统经济输电距离为1400km 以上。宁东—山东直流输电工程输电距离1335km ，若采用ʃ500kV 等级，则损耗较大，经济性偏差；采用ʃ800kV 等级则工程投资较高。根据多方因素的优化比选，国家电网公司最终确定宁东—山东直流输电工程采用ʃ660kV 直流系统、单12脉动换流阀和单相双绕组换流变压器，并将此工程作为示范工程，尽快形成标准化设计，推动规划中宁东送华东、四川送湖南等近10个直流输电项目利用本工程的应用成果，

建立起新的ʃ660kV 标准等级［5］

。

宁东直流工程采用ʃ660kV 电压拓扑虽然具

有接线布置简单、可靠性高、节省投资、占地少等优点，但采用单12脉动换流阀结构造成6脉动阀组跨

接电压过高，

相比采用ʃ500kV 电压拓扑时单阀跨接电压250kV ，以及ʃ800kV 电压拓扑双12脉动

换流阀结构时单阀跨接电压200kV ，宁东直流工程单阀跨接电压水平达330kV ，对换流阀设计、试验和制造提出了极高的要求。

换流阀是直流输电系统的核心设备之一，它的设计性能直接影响整个系统的优劣和可靠运行。中国电力科学研究院（以下简称中国电科院）于2009年2月承接工程两端换流站换流阀供货任务后，在法国阿海珐（AREVA ）公司的技术支持下，顺

利完成换流阀成套电气设计、

成套结构设计、关键零部件设计、水路设计以及光纤布线设计。工程单

极系统已于2010年11月28日正式投入商业运行，双极系统计划于2011年2月底投入运行。

本文以中国电科院和AREVA 公司合作设计的H400型换流阀为基础，阐述换流阀设计所遵循的设计依据，并综述换流阀电气设计成果。