本發(fā)明涉及特高壓直流輸電領域，特別是關于一種適用于±1100kv的特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置及布置方法。

背景技術：

特高壓直流輸電工程的換流站屬于特殊的工業(yè)設施，換流變壓器作為直流輸電系統(tǒng)中的關鍵設備，是直流輸電工程換流站中的主設備之一，承擔著將送端交流系統(tǒng)的電功率送到整流器，或從逆變器接受電功率送到受端交流系統(tǒng)的作用，與換流閥一起實現交流電與直流電之間的相互轉換。換流變壓器閥側套管作為換流變壓器的外部連接裝置，與換流閥閥橋直接相連，是換流變壓器最主要的組成部件之一。

如圖1、圖2所示，為±800kv及以下的換流變壓器中閥側套管的布置結構，為了換流變壓器與閥廳內的換流閥塔更好的連接，閥側套管升高座與變壓器油箱的接口布置在變壓器油箱側壁上，閥側套管整體傾斜向上出線，閥側套管伸進閥廳內部，并經過管型母線與閥廳內部的閥塔相連。

±1100kv換流變壓器是目前世界上電壓等級最高的換流變壓器，其閥側套管端部均壓罩對地、對墻的最小間隙要求為11m。若采用±800kv及以下換流變壓器閥側套管的布置方法，由于受到換流變壓器油箱尺寸的限制，無法兼顧±1100kv換流變壓器閥側套管端部均壓罩對墻和對地的最小間隙要求。另外，由于±1100kv換流變壓器閥側套管重量較±800kv換流變壓器閥側套管有大幅增加，為了適應閥側套管重量的變化，需要一種更為穩(wěn)定可靠的閥側套管及其升高座的布置方法。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置及布置方法，能夠滿足±1100kv換流變壓器閥側套管端部均壓罩對墻和對地間隙要求，同時滿足閥側套管重量的變化。

為實現上述目的，本發(fā)明采取以下技術方案：一種特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置，其特征在于：其包括設置在換流變壓器油箱一端頂部的油枕支撐結構、設置在所述油枕支撐結構上的變壓器油枕、設置在所述油枕支撐結構下方所述換流變壓器油箱頂部的兩閥側套管升高座、分別設置在兩所述閥側套管升高座上的兩升高座轉向裝置、分別設置在所述換流變壓器油箱側壁與所述升高座轉向裝置之間的兩套管斜向支撐桿以及設置在所述換流變壓器油箱另一端頂部的網側套管升高座；兩所述閥側套管的一端分別插設在所述升高座轉向裝置中，另一端穿過防火墻后，通過端部設置的閥側套管均壓罩經管型母線與換流閥廳內的換流閥塔相連。

所述油枕支撐結構包括一支撐板以及設置在所述支撐板下部的四根立柱，所述四根立柱另一端固定設置在所述換流變壓器油箱頂部，所述油枕支撐結構的高度需保證所述變壓器油枕的最終高度高于所述網側套管升高座以及閥側套管升高座和升高座轉向裝置。

兩所述閥側套管升高座均為空心圓柱體結構，其下部分別通過所述換流變壓器油箱頂部兩側設置的接口與所述換流變壓器油箱頂部相連，上部分別與兩所述升高座轉向裝置相連。

兩所述升高座轉向裝置均采用轉向角呈鈍角的轉向彎頭，兩所述轉向彎頭的一端分別與兩所述閥側套管升高座的上部相連，另一端斜向上延伸分別套設在兩所述閥側套管外部。

兩所述升高座轉向裝置的轉向角的范圍為101～110度。

所述套管斜向支撐桿在所述換流變壓器油箱側壁的位置及傾斜角度根據所述閥側套管的總體重量及所述升高座轉向裝置的轉向角度確定。

一種適用于所述裝置的特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置的布置方法，其特征在于包括以下步驟：1)根據變壓器油枕的空氣凈距確定網側套管升高座與油枕支撐結構的間距，并在換流變壓器油箱頂部一端設置網側套管升高座；2)建立計算模型，得到閥側套管均壓罩對地面間隙和對防火墻間隙與待設置閥側套管的換流變壓器相關參量的關系；3)根據閥側套管均壓罩對地面間隙和對防火墻間隙的要求以及待設置閥側套管換流變壓器的實際情況，確定閥側套管升高座的高度范圍以及升高座轉向裝置的轉向角范圍；4)根據確定的閥側套管升高座的高度范圍以及升高座轉向裝置的轉向角范圍，在換流變壓器油箱頂部設置閥側套管升高座以及升高座轉向裝置；5)根據閥側套管升高座、升高座轉向裝置以及網側套管升高座的高度確定油枕支撐結構的高度，將油枕支撐結構設置在換流變壓器油箱頂部，將變壓器油枕設置在油枕支撐結構上；6)根據閥側套管的總體長度、重量以及升高座轉向裝置的轉向角角度，確定套管斜向支撐桿在換流變壓器油箱側壁的位置及傾斜角度。

所述步驟2)中，閥側套管均壓罩對地面間隙的計算公式為：

a＝c+d+e+f，

式中，c為換流變基礎與閥廳地面高度差，d為換流變壓器油箱高度，e為閥側套管升高座底部至升高座轉向裝置中心高度，f為閥側套管均壓罩至升高座轉向裝置中心高度，且f的計算公式為：

f＝l*sinθ-g，

式中，l為閥側套管長度，θ為升高座轉向裝置與水平方向的夾角，g為閥側套管均壓罩垂直半徑。

所述步驟2)中，閥側套管均壓罩對防火墻間隙的計算公式為：

b＝l*cosθ-h-i-j，

其中，b為閥側套管均壓罩對防火墻間隙，l為閥側套管長度，h為升高座轉向裝置中心至防火墻距離，i為防火墻厚度，j為閥側套管均壓罩的水平半徑。

本發(fā)明由于采取以上技術方案，其具有以下優(yōu)點：1、本發(fā)明閥側套管升高座先垂直于變壓器油箱頂部向上，后經略大于90°的升高座轉向裝置轉向，實現了在不影響閥側套管端部均壓罩對防火墻間隙的條件下，有效增加閥側套管端部均壓罩的對地間隙，同時滿足閥側套管端部均壓罩對地、對墻的最小間隙要求。2、本發(fā)明閥側套管升高座由變壓器油箱頂部引出，并在油箱側部設置斜向支撐桿進行補充支撐，采用兩點固定方式，可更好地滿足整個閥側套管的受力要求。本發(fā)明易于實現，能夠同時有效解決閥側套管均壓罩對墻、對地間隙以及閥側套管受力支撐的問題。本發(fā)明簡潔、安全、可靠，可以廣泛應用對墻、對地間隙要求高，閥側套管重量大的換流變壓器。

附圖說明

圖1是現有±800kv及以下的換流變壓器閥側套管支撐裝置-側視圖；

圖2是現有±800kv及以下的換流變壓器閥側套管支撐裝置-俯視圖；

圖3是本發(fā)明±1100kv換流變壓器閥側套管支撐裝置-側視圖；

圖4是本發(fā)明±1100kv換流變壓器閥側套管支撐裝置-俯視圖；

圖5是本發(fā)明±1100kv換流變壓器閥側均壓罩對地、對防火墻間隙示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。

如圖3、圖4所示，本發(fā)明提供的一種特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置，包括設置在換流變壓器油箱1一端頂部的油枕支撐結構2、設置在油枕支撐結構2上的變壓器油枕3、設置在油枕支撐結構2下方換流變壓器油箱1頂部的兩閥側套管升高座4、分別設置在兩閥側套管升高座4上的兩升高座轉向裝置5、分別插設在兩升高座轉向裝置5中的兩閥側套管6、設置在換流變壓器油箱1側壁與升高座轉向裝置5之間的兩套管斜向支撐桿7以及設置在換流變壓器油箱1另一端頂部的網側套管升高座8。其中，兩閥側套管升高座4均為空心圓柱體結構，其下部分別通過換流變壓器油箱1頂部兩側設置的接口與換流變壓器油箱1頂部相連，上部分別與兩升高座轉向裝置5相連。兩升高座轉向裝置5均采用轉向角呈鈍角的轉向彎頭，兩轉向彎頭的一端分別與兩閥側套管升高座4的上部相連，另一端斜向上延伸分別套設在兩閥側套管6外部，兩閥側套管6另一端穿過防火墻后，通過端部設置的閥側套管均壓罩9經管型母線與換流閥廳內的換流閥塔相連。

上述實施例中，油枕支撐結構2包括一支撐板21以及設置在支撐板21下部的四根立柱22，四根立柱22另一端固定設置在換流變壓器油箱1頂部，油枕支撐結構2的高度需保證變壓器油枕3的最終高度高于網側套管升高座8以及閥側套管升高座4和升高座轉向裝置5。

上述各實施例中，兩升高座轉向裝置5的轉向角的范圍為101～110度。

上述各實施例中，套管斜向支撐桿7在換流變壓器油箱1側壁的位置及傾斜角度根據閥側套管6的總體重量及升高座轉向裝置5的轉向角度確定。

本發(fā)明還提供一種特高壓直流工程換流變壓器套管支撐裝置的布置方法，包括以下步驟：

1)根據變壓器油枕3的空氣凈距確定網側套管升高座8與油枕支撐結構2的間距，并在換流變壓器油箱1頂部一端設置網側套管升高座8。

2)建立計算模型，得到閥側套管均壓罩9對地面間隙和對防火墻間隙與待設置閥側套管的換流變壓器相關參量的關系。

如圖5所示，閥側套管均壓罩對地面間隙的計算公式為：

a＝c+d+e+f(1)

式中，c為換流變基礎與閥廳地面高度差，d為換流變壓器油箱高度，e為閥側套管升高座底部至升高座轉向裝置中心高度，f為閥側套管均壓罩至升高座轉向裝置中心高度，且f的計算公式為：

f＝l*sinθ-g(2)

式中，l為閥側套管長度，θ為升高座轉向裝置與水平方向的夾角，g為閥側套管均壓罩垂直半徑。

閥側套管均壓罩對防火墻間隙的計算公式為：

b＝l*cosθ-h-i-j(3)

其中，b為閥側套管均壓罩對防火墻間隙，l為閥側套管長度，h為升高座轉向裝置中心至防火墻距離，i為防火墻厚度，j為閥側套管均壓罩的水平半徑。

3)根據閥側套管均壓罩9對地面間隙和對防火墻間隙的要求以及待設置閥側套管換流變壓器的實際情況，確定閥側套管升高座4的高度范圍以及升高座轉向裝置5的轉向角范圍。

由于±1100kv特高壓直流工程換流變壓器要求閥側套管均壓罩對地面間隙和對防火墻間隙均要大于11m，所以根據步驟2)中確定的計算公式，以及待設置閥側套管換流變壓器的實際情況，確定升高座轉向裝置的轉向角以及閥側套管升高座的高度。

例如，當升高座轉向裝置5的轉向角可為101°-110°,閥側套管升高座4高度可為1.5m-2m，閥側套管6干弧距離為11m左右，換流變壓器油箱1的高度為5.5m-6m時，可保證閥側套管均壓罩9對地面間隙(a值)和閥側套管均壓罩9對防火墻間隙(b值)均大于11m。

4)根據確定的閥側套管升高座4的高度范圍以及升高座轉向裝置5的轉向角范圍，在換流變壓器油箱1頂部設置閥側套管升高座4以及升高座轉向裝置5。

具體的，在油枕支撐結構2下方的換流變壓器油箱1頂部開設兩接口，兩閥側套管升高座4底部通過兩接口與換流變壓器油箱1頂部連通，兩閥側套管升高座4上部分別與兩升高座轉向裝置5相連。

5)根據閥側套管升高座4、升高座轉向裝置5以及網側套管升高座8的高度確定油枕支撐結構2的高度，將油枕支撐結構2設置在換流變壓器油箱1頂部，將變壓器油枕3設置在油枕支撐結構2上。

6)根據閥側套管6的總體長度、重量以及升高座轉向裝置5的轉向角角度，確定套管斜向支撐桿7在換流變壓器油箱1側壁的位置及傾斜角度。

上述各實施例僅用于說明本發(fā)明，其中各部件的結構、連接方式和制作工藝等都是可以有所變化的，凡是在本發(fā)明技術方案的基礎上進行的等同變換和改進，均不應排除在本發(fā)明的保護范圍之外。