1、陽極飽和電抗器什么是換流閥換流閥是直流輸電工程的核心設(shè)備，通過依次將三相交換流閥是直流輸電工程的核心設(shè)備，通過依次將三相交流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控流電壓連接到直流端得到期望的直流電壓和實現(xiàn)對功率的控制，其價值約占換流站成套設(shè)備總價的制，其價值約占換流站成套設(shè)備總價的2225%。換流閥由晶閘管、阻尼電容、均壓電容、阻尼電阻、均換流閥由晶閘管、阻尼電容、均壓電容、阻尼電阻、均壓電阻、飽和電抗器、晶閘管控制單元等零部件組成。其中，壓電阻、飽和電抗器、晶閘管控制單元等零部件組成。其中，晶閘管是換流閥的核心部件，它決定了換流閥的通流能力晶閘管是換流閥的核心部件，它決定了換流閥

2、的通流能力（目前國內(nèi)已研制出（目前國內(nèi)已研制出6英寸晶閘管，額定通流能力英寸晶閘管，額定通流能力4000安安培），通過將多個晶閘管元件串聯(lián)可得到希望的系統(tǒng)電壓。培），通過將多個晶閘管元件串聯(lián)可得到希望的系統(tǒng)電壓。晶閘管的觸發(fā)方式分為電觸發(fā)和光觸發(fā)，晶閘管的觸發(fā)方式分為電觸發(fā)和光觸發(fā)，ABB和西門子、和西門子、阿海琺分別是其中的代表。阿?，m分別是其中的代表。什么是換流閥換流閥生產(chǎn)廠家換流閥生產(chǎn)廠家目前換流閥的生產(chǎn)能力是：許繼集團擁有目前換流閥的生產(chǎn)能力是：許繼集團擁有ABB和西門子、和西門子、阿海琺三家換流閥的生產(chǎn)能力、西安西電電力整流器有限責(zé)阿海琺三家換流閥的生產(chǎn)能力、西安西電電力整流器有限責(zé)

3、任公司擁有西門子和任公司擁有西門子和ABB的換流閥生產(chǎn)能力。的換流閥生產(chǎn)能力。許繼集團作為國內(nèi)換流閥首要生產(chǎn)企業(yè)，從許繼集團作為國內(nèi)換流閥首要生產(chǎn)企業(yè)，從20世紀八十世紀八十年代開始，參與了中國已建成和正在建設(shè)的全部十三個直流年代開始，參與了中國已建成和正在建設(shè)的全部十三個直流輸電工程的技術(shù)引進和設(shè)備制造工作，換流閥電壓等級從輸電工程的技術(shù)引進和設(shè)備制造工作，換流閥電壓等級從50千伏千伏1100千伏，包括電觸發(fā)晶閘管換流閥和光觸發(fā)千伏，包括電觸發(fā)晶閘管換流閥和光觸發(fā)晶閘管換流閥，產(chǎn)品性能達到目前國際先進水平。晶閘管換流閥，產(chǎn)品性能達到目前國際先進水平。換流閥晶閘管的水冷散熱器換流閥晶閘管的水冷

4、散熱器換流閥的核心部件晶閘管所需的水冷散熱器，既要給晶換流閥的核心部件晶閘管所需的水冷散熱器，既要給晶閘管散熱，又要充當(dāng)結(jié)構(gòu)件承壓，還需導(dǎo)電，和終身的質(zhì)保，閘管散熱，又要充當(dāng)結(jié)構(gòu)件承壓，還需導(dǎo)電，和終身的質(zhì)保，其嚴格的質(zhì)量要求使得這種水冷散熱器成為了電力電子行業(yè)其嚴格的質(zhì)量要求使得這種水冷散熱器成為了電力電子行業(yè)內(nèi)水冷散熱器的頂級產(chǎn)品。內(nèi)水冷散熱器的頂級產(chǎn)品。中國電科院世界首個中國電科院世界首個800kV/4750A特高壓直流換流閥特高壓直流換流閥自主研發(fā)中使用的水冷散熱器由武漢熱諾金屬生產(chǎn)。自主研發(fā)中使用的水冷散熱器由武漢熱諾金屬生產(chǎn)。許繼許繼6250A特高壓直流輸電換流閥特高壓直流輸電換流

5、閥在國家電網(wǎng)公司科技項目及許繼集團重大科研項目等多個項目基金在國家電網(wǎng)公司科技項目及許繼集團重大科研項目等多個項目基金支撐下，通過對高壓直流輸電換流閥設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的探索、研究，許繼支撐下，通過對高壓直流輸電換流閥設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)的探索、研究，許繼集團成功研制出了集團成功研制出了6250A特高壓直流輸電換流閥設(shè)備，全面攻克了特高壓直流輸電換流閥設(shè)備，全面攻克了6250A直流換流閥基礎(chǔ)理論、成套設(shè)計、關(guān)鍵設(shè)備研制、集成技術(shù)和試直流換流閥基礎(chǔ)理論、成套設(shè)計、關(guān)鍵設(shè)備研制、集成技術(shù)和試驗技術(shù)，掌握了核心技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，滿足我國電力技術(shù)及建驗技術(shù)，掌握了核心技術(shù)，形成自主知識產(chǎn)權(quán)，滿足我國電力技術(shù)及

6、建設(shè)快速發(fā)展的戰(zhàn)略需求。設(shè)快速發(fā)展的戰(zhàn)略需求。按照國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)一部署，許繼集團積極組織科研團隊開展技按照國家電網(wǎng)公司的統(tǒng)一部署，許繼集團積極組織科研團隊開展技術(shù)攻關(guān)，突破了眾多技術(shù)難題，歷時術(shù)攻關(guān)，突破了眾多技術(shù)難題，歷時8個月成功研制出世界首個額定電流個月成功研制出世界首個額定電流6250A的特高壓直流輸電換流閥組件，并于的特高壓直流輸電換流閥組件，并于2013年年9月率先完成運行試月率先完成運行試驗驗證。本成果主要技術(shù)指標居世界第一：額定電流驗驗證。本成果主要技術(shù)指標居世界第一：額定電流6250A，過負荷電，過負荷電流流6238A，耐受故障電流，耐受故障電流63kA。南瑞繼保特高壓直流

7、換流閥系統(tǒng)通過技術(shù)成果鑒定南瑞繼保特高壓直流換流閥系統(tǒng)通過技術(shù)成果鑒定2015年年8月月15日，中國電機工程學(xué)會在常州成功組織召開了南京南瑞繼保電日，中國電機工程學(xué)會在常州成功組織召開了南京南瑞繼保電氣有限公司完成的氣有限公司完成的“PCS-8600特高壓直流換流閥系統(tǒng)特高壓直流換流閥系統(tǒng)”技術(shù)成果鑒定會。鑒定技術(shù)成果鑒定會。鑒定委員會由包括周孝信、李立浧、楊奇遜、邱愛慈、郭劍波、韓英鐸、程時杰、薛委員會由包括周孝信、李立浧、楊奇遜、邱愛慈、郭劍波、韓英鐸、程時杰、薛禹勝等禹勝等8位院士在內(nèi)的位院士在內(nèi)的15位專家組成。位專家組成。鑒定委員會認為：南瑞繼保鑒定委員會認為：南瑞繼?！癙CS-86

8、00特高壓直流換流閥系統(tǒng)特高壓直流換流閥系統(tǒng)”研究成果研究成果滿足特高壓直流運行的需求，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，形成了特高壓直流換流閥滿足特高壓直流運行的需求，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，形成了特高壓直流換流閥自主研制的成套關(guān)鍵技術(shù)，對提高我國特高壓直流核心設(shè)備的研制水平和成套能自主研制的成套關(guān)鍵技術(shù)，對提高我國特高壓直流核心設(shè)備的研制水平和成套能力起到了推動作用，具有良好的經(jīng)濟、社會效益和推廣應(yīng)用前景，綜合技術(shù)水平力起到了推動作用，具有良好的經(jīng)濟、社會效益和推廣應(yīng)用前景，綜合技術(shù)水平達到國際領(lǐng)先，建議盡快工程應(yīng)用。達到國際領(lǐng)先，建議盡快工程應(yīng)用。南瑞繼保以多年來在高壓直流輸電和電力電子領(lǐng)域豐厚的技術(shù)

9、積累為基礎(chǔ)，南瑞繼保以多年來在高壓直流輸電和電力電子領(lǐng)域豐厚的技術(shù)積累為基礎(chǔ)，以多專業(yè)融合的研發(fā)能力為保障，集中優(yōu)勢資源在特高壓換流閥的設(shè)計、研制、以多專業(yè)融合的研發(fā)能力為保障，集中優(yōu)勢資源在特高壓換流閥的設(shè)計、研制、試驗等方面開展了研究，研制成功了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的試驗等方面開展了研究，研制成功了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的800kV換流閥、換流閥、5000A/6250A換流閥組件、換流閥控制單元，以及換流閥冷卻系統(tǒng)換流閥組件、換流閥控制單元，以及換流閥冷卻系統(tǒng);研發(fā)了完備研發(fā)了完備的換流閥合成試驗回路和絕緣試驗系統(tǒng)，具備了特高壓直流換流閥研制、生產(chǎn)、的換流閥合成試驗回路和絕緣試驗系統(tǒng)，具備了特高壓直

10、流換流閥研制、生產(chǎn)、試驗驗證和工程整體實施能力。試驗驗證和工程整體實施能力。社會經(jīng)濟效益800kV/6250A特高壓直流輸電工程額定輸送容量可達特高壓直流輸電工程額定輸送容量可達10000MW，能夠大大提高現(xiàn)有特高直流輸電工程的電力輸送能力，能夠以高效環(huán)保能夠大大提高現(xiàn)有特高直流輸電工程的電力輸送能力，能夠以高效環(huán)保的輸電方式，減少輸電走廊占地面積、提高輸電效率、降低輸電成本，的輸電方式，減少輸電走廊占地面積、提高輸電效率、降低輸電成本，滿足國家大氣污染綜合治理方案的貫徹執(zhí)行，并能作為全球能源互聯(lián)網(wǎng)滿足國家大氣污染綜合治理方案的貫徹執(zhí)行，并能作為全球能源互聯(lián)網(wǎng)的有利實踐工具，積極響應(yīng)國家的有利

11、實踐工具，積極響應(yīng)國家“一帶一路一帶一路”發(fā)展戰(zhàn)略。發(fā)展戰(zhàn)略。國家電網(wǎng)國家電網(wǎng)2020年前規(guī)劃將建設(shè)年前規(guī)劃將建設(shè)27回特高壓直流輸電工程，其中包括回特高壓直流輸電工程，其中包括錫盟錫盟-泰州和上海廟泰州和上海廟-山東兩條特高壓山東兩條特高壓6250A直流工程。此外，國外新興經(jīng)直流工程。此外，國外新興經(jīng)濟發(fā)展體俄羅斯、巴西、印度、巴基斯坦等國家也規(guī)劃了容量可觀的特濟發(fā)展體俄羅斯、巴西、印度、巴基斯坦等國家也規(guī)劃了容量可觀的特高壓直流工程，由此可見，高壓直流工程，由此可見，6250A特高壓直流輸電換流閥發(fā)展前景十分特高壓直流輸電換流閥發(fā)展前景十分可觀?？捎^。LTT換流閥基本結(jié)構(gòu)LTT換流閥組件結(jié)

12、構(gòu)電容器電容器電抗器電抗器閥段閥段ETT換流閥基本結(jié)構(gòu)及組成元件換流閥基本結(jié)構(gòu)及組成元件ETT閥塔閥塔單元單元1閥廳整流側(cè)與逆變側(cè)共閥廳整流側(cè)與逆變側(cè)共6組閥塔，共計組閥塔，共計1152個晶閘管。個晶閘管。ETT換流閥冷卻方式飽和電抗器的工作原理在晶閘管元件開通瞬間電流處于上升初始階段，飽和電抗器具有很高在晶閘管元件開通瞬間電流處于上升初始階段，飽和電抗器具有很高的阻抗用以限制電流的上升，而晶閘管元件內(nèi)一旦建立起足夠的載流子后，的阻抗用以限制電流的上升，而晶閘管元件內(nèi)一旦建立起足夠的載流子后，飽和電抗器又呈現(xiàn)出很低的阻抗特性，這有利于降低閥內(nèi)的電抗值提高換飽和電抗器又呈現(xiàn)出很低的阻抗特性，這有

13、利于降低閥內(nèi)的電抗值提高換流閥的效率。因此設(shè)計的飽和電抗器必須具有非線性飽和鐵芯的特性。流閥的效率。因此設(shè)計的飽和電抗器必須具有非線性飽和鐵芯的特性。 陽極飽和電抗器的作用陽極飽和電抗器產(chǎn)品用于高壓直流換流器的換流閥中，其主要作用；陽極飽和電抗器產(chǎn)品用于高壓直流換流器的換流閥中，其主要作用；一是用于限制閥內(nèi)晶閘管元件導(dǎo)通時出現(xiàn)的較高的電流上升率（一是用于限制閥內(nèi)晶閘管元件導(dǎo)通時出現(xiàn)的較高的電流上升率（di/dt）以及較高的浪涌電流而引發(fā)晶閘管元件被燒毀；二是當(dāng)晶閘管處于關(guān)斷以及較高的浪涌電流而引發(fā)晶閘管元件被燒毀；二是當(dāng)晶閘管處于關(guān)斷期間線路出現(xiàn)較高的電壓上升率（期間線路出現(xiàn)較高的電壓上升率（

14、du/dt），以避免晶閘管元件所承受的），以避免晶閘管元件所承受的浪涌電壓而引起的誤開通。浪涌電壓而引起的誤開通。因而陽極飽和電抗器特性的設(shè)計要滿足在晶閘管開通瞬間，陽極飽因而陽極飽和電抗器特性的設(shè)計要滿足在晶閘管開通瞬間，陽極飽和電抗器具有很高的阻抗，而晶閘管元件內(nèi)一旦建立起足夠的載流子后，和電抗器具有很高的阻抗，而晶閘管元件內(nèi)一旦建立起足夠的載流子后，陽極飽和電抗器又呈現(xiàn)出很低的阻抗特性，這有利于降低換流閥的工作陽極飽和電抗器又呈現(xiàn)出很低的阻抗特性，這有利于降低換流閥的工作效率。即設(shè)計的陽極飽和電抗器必須具有非線性飽和性能。效率。即設(shè)計的陽極飽和電抗器必須具有非線性飽和性能。飽和電抗器的產(chǎn)

15、品特點（1）用于高壓直流輸電換流器裝置中的飽和電抗器。）用于高壓直流輸電換流器裝置中的飽和電抗器。由于特殊的運行環(huán)境性對電器部件的可靠性要求極高。也是我們在設(shè)由于特殊的運行環(huán)境性對電器部件的可靠性要求極高。也是我們在設(shè)計研發(fā)選定材料過程中的考慮重點。除此還有如：脈沖特性，匝間絕緣，計研發(fā)選定材料過程中的考慮重點。除此還有如：脈沖特性，匝間絕緣，承受浪涌電流能力以及溫升和局放等都有極高的要求，為此在設(shè)計中采承受浪涌電流能力以及溫升和局放等都有極高的要求，為此在設(shè)計中采用了高絕緣強度的水冷線圈，高導(dǎo)磁超薄取向冷軋硅鋼片，具有高機械用了高絕緣強度的水冷線圈，高導(dǎo)磁超薄取向冷軋硅鋼片，具有高機械強度和

16、絕緣強度的外殼，加上全密閉灌封樹脂結(jié)構(gòu)，有效的降低了噪音，強度和絕緣強度的外殼，加上全密閉灌封樹脂結(jié)構(gòu)，有效的降低了噪音，提高了承受浪涌電流的能力，整個造型美觀，結(jié)構(gòu)簡潔合理。提高了承受浪涌電流的能力，整個造型美觀，結(jié)構(gòu)簡潔合理。飽和電抗器的產(chǎn)品特點（2）確定產(chǎn)品的重要零部件。）確定產(chǎn)品的重要零部件。根據(jù)本產(chǎn)品的特點，依據(jù)零部件對產(chǎn)品主要性能的影響等級，對產(chǎn)品可靠性、根據(jù)本產(chǎn)品的特點，依據(jù)零部件對產(chǎn)品主要性能的影響等級，對產(chǎn)品可靠性、安全性、壽命影響的重要度，對產(chǎn)品制造成本的重大影響，最終確定的重要零部安全性、壽命影響的重要度，對產(chǎn)品制造成本的重大影響，最終確定的重要零部件有：鋁管電纜、鐵心、

17、氣隙片、澆注料、外殼。飽和電抗器屬鐵心式電抗器類件有：鋁管電纜、鐵心、氣隙片、澆注料、外殼。飽和電抗器屬鐵心式電抗器類的一種，根據(jù)換流閥的使用要求；一是要滿足電氣性能要求；二是要根據(jù)換流閥的一種，根據(jù)換流閥的使用要求；一是要滿足電氣性能要求；二是要根據(jù)換流閥的特點設(shè)計出符合換流閥運行環(huán)境的閥電抗器。的特點設(shè)計出符合換流閥運行環(huán)境的閥電抗器。這種電抗器具有電氣性能高、動態(tài)響應(yīng)快、防火性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡這種電抗器具有電氣性能高、動態(tài)響應(yīng)快、防火性能好、結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡便、重量輕的特點，因此，我們在飽和電抗器設(shè)計上采用了當(dāng)前國內(nèi)性能最優(yōu)異便、重量輕的特點，因此，我們在飽和電抗器設(shè)計上采用了當(dāng)前

18、國內(nèi)性能最優(yōu)異的各類材料。試驗結(jié)果證明這些國產(chǎn)材料完全可以滿足閥電抗器的要求。的各類材料。試驗結(jié)果證明這些國產(chǎn)材料完全可以滿足閥電抗器的要求。飽和電抗器的產(chǎn)品特點（3）飽和電抗器防震降噪技術(shù)電抗器在使用中產(chǎn)生的噪音比較大，）飽和電抗器防震降噪技術(shù)電抗器在使用中產(chǎn)生的噪音比較大，這是所有帶有氣隙鐵心式電抗器在工作中所共有的缺點。是換流閥中的主這是所有帶有氣隙鐵心式電抗器在工作中所共有的缺點。是換流閥中的主要噪聲源。我們在設(shè)計飽和電抗器時充分考慮到了這一點，我們采用了專要噪聲源。我們在設(shè)計飽和電抗器時充分考慮到了這一點，我們采用了專用的彈性體材料，將電抗器的線圈和鐵心澆注在一體的工藝，即起到把線用

19、的彈性體材料，將電抗器的線圈和鐵心澆注在一體的工藝，即起到把線圈和鐵心的相對位置固定的作用，又能起到降低噪音的作用圈和鐵心的相對位置固定的作用，又能起到降低噪音的作用飽和電抗器圖片飽和電抗器圖片飽和電抗器的結(jié)構(gòu)水管水管半導(dǎo)體（PEX）半導(dǎo)體（PEX）導(dǎo)體（鋁）導(dǎo)體（鋁）不銹鋼管不銹鋼管絕緣體絕緣體飽和電抗器的結(jié)構(gòu)特點飽和電抗器的機械性能設(shè)計方法包括以下步驟包括以下步驟:材料選擇、電動力分析、整體結(jié)構(gòu)、懸吊安裝及支撐、材料選擇、電動力分析、整體結(jié)構(gòu)、懸吊安裝及支撐、連接環(huán)節(jié)、防火設(shè)計和抗震設(shè)計共連接環(huán)節(jié)、防火設(shè)計和抗震設(shè)計共7部分部分,7部分的設(shè)計互有交叉部分的設(shè)計互有交叉,按照每按照每一個部分

20、得到電抗器的設(shè)計結(jié)果后一個部分得到電抗器的設(shè)計結(jié)果后,需要校核其他部分是否滿足需要校核其他部分是否滿足,只要有一只要有一項不滿足項不滿足,則需要重新設(shè)計則需要重新設(shè)計,直到直到7部分性能都滿足為止。部分性能都滿足為止。飽和電抗器機械性能設(shè)計的輸入?yún)?shù)為其電氣性能參數(shù)、熱力性能飽和電抗器機械性能設(shè)計的輸入?yún)?shù)為其電氣性能參數(shù)、熱力性能參數(shù)參數(shù),設(shè)計輸出參數(shù)即材料選型、結(jié)構(gòu)型式設(shè)計輸出參數(shù)即材料選型、結(jié)構(gòu)型式,機械性能設(shè)計的結(jié)果應(yīng)滿足電機械性能設(shè)計的結(jié)果應(yīng)滿足電氣性能、熱力性能氣性能、熱力性能,另外還需確保美觀性、懸吊安裝的便捷性、防火性能另外還需確保美觀性、懸吊安裝的便捷性、防火性能以及抗震性能以及抗震性能,最終還需要兼顧經(jīng)濟特性最終還需要兼顧經(jīng)濟特性,即在滿足所有性能的前提下即在滿足所有性能的前提下,體體積盡可能小。積盡可能小。中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院中國電力科學(xué)研究院西電濟南變壓器股份有限公司賽晶電力電子集團賽晶賽晶Sun.King是中國鐵道運輸裝備重要的生產(chǎn)配套廠商之一，是中國鐵道運輸裝備重要的生產(chǎn)配套廠商之一，也是中國電網(wǎng)輸配電領(lǐng)域中，節(jié)能增效電力電子部件及系統(tǒng)的領(lǐng)先制造也是中國電網(wǎng)輸配電領(lǐng)域中，節(jié)能增效電力電子部件及系統(tǒng)的領(lǐng)先制造商之