5.8 换流站设计概述

换流站设计

换流站设计主要包括：（1）直流系统设计（成套设计）（2）布置设计l

主回路设计l

总布置设计l

控制保护系统设计l

各区域的布置设计l

站用电系统设计（3）建筑物设计l

冷却、空调系统设计l

换流建筑物设计l

消防系统设计l

就地继电器室设计l

其它辅助系统设计l

备品备件库设计主回路和控制保护系统设计

主回路和控制保护系统设计应完成以下工作：（1）明确输入条件：规模、容量、系统条件、运行方式、各种技术性能要求等。（2）确定主接线和基本的运行控制策略和控制功能。（3）计算稳态运行参数：换流变压器、换流阀、平波电抗器、交流滤波器、直流滤波器、PLC＆RI滤波器等。（4）计算各种暂态参数：交、直流系统暂态过电压、工频过电压、暂态电流、滤波器暂态参数等。（5）各种性能指标的校核：动态性能的校核等。（6）控制保护系统的设计：确定子系统功能、分层结构、冗余和多重化、保护配置和原理等。2换流站布置设计

在工程实施中，为了征地业主总希望尽早完成换流站布置设计，以便现场能尽早开工，直流系统尽早投运。而在直流工程中布置设计却受到成套设计的制约，没有成套设计提供设备种类和数量，就无法完成换流站平面布置设计。因此，直流系统成套设计和换流站布置设计成为直流工程建设关键线路上的两个关键工作。工程实施如果完全按照先成套设计，然后再进行布置设计、征地、现场开工这种次序进行，势必会使原本不短的直流工程建设工期变得更长，因此，在工程实施中往往是布置设计与成套设计同步进行，由此带来的弊端暂时还无法很好解决，很多时候只能根据以往的经验进行预测。

从换流站平面布置图上可以看到，换流站总面积中很大一部分为交流滤波器区域，因此成为换流站布置中一个很值得关注的环节。现有500kV换流站中比较确定的区域有：交流场直流场阀厅和控制楼换流变区域，等难以确定的区域就是交流滤波器区域：滤波器的数量难以事先确定是否需要装设高压电抗器需进行系统研究后确定滤波器的形式也需系统研究后确定因此，在进行布置设计时应充分考虑到这些不确定的因素。

站用电系统设计双极直流系统的站用电需采用三路电源供电，并且备用电源能自动投入。水系统设计换流站除了象一般交流变电站需要消防用水、生活用水外，还有一个很重要的用水要求，即换流器冷却用水。在我国现有的直流工程中，除灵宝工程外，换流器二次冷却系统都采用水冷却系统，因此：

为了保证换流器得到有效冷却，一般换流站都要求2路可靠水源。为了减少结垢，对冷却用水的水质也提出了明确要求，一般要求达到中国饮用水标准。

换流建筑物换流站中一个很重要的建筑物就是阀厅和控制楼。（一）建筑物结构

阀厅和控制楼可以采用钢框架结构。对于电磁屏蔽很有好处。灵宝站阀厅是钢混结构，虽然采用了屏蔽网，但换流阀对监控系统的干扰依然存在。

阀厅和控制楼之间的隔墙应具有3h的耐火极限，其裸露的钢结构部分应采取防火保护措施。（二）场地要求控制楼按3层设计：第一层：阀厅冷却设备室、交直流电源分配室、蓄电池室等第二层：备品备件仓库、各车间等第三层：控制设备室、运行控制室、通信机房等(三)总布置要求换流建筑物应保证每极一个单独阀厅。房间布局要保证值班运行人员的安全，应设置升降电梯。两个阀厅之间要留有满足安装检修及升降平台通行的室内通道。换流建筑物内的换流器设备、辅助设备和联系电缆的布置应具有足够的间隔来满足下述要求：1）灾难性事件设计应保证由于爆炸、火灾、洪水等灾难性事件及其他事故引起的损坏对电力传送产生最小的影响，例如主要设备、备用设备和不同极的设备应分开。