Hochspannungs-Gleichstrom-Umrichtertransformator (HGÜ)

Beschreibung

Der Hochspannungs-Gleichstrom-Umrichtertransformator (HVDC) ist ein Kerngerät in HVDC-Übertragungssystemen. Seine Hauptfunktion besteht darin, das Wechselstromnetz mit dem Umrichterventil zu verbinden und die Energieumwandlung und -übertragung zwischen Wechsel- und Gleichstrom zu ermöglichen. Er kann die hochspannungselektrische Energie auf der Wechselstromseite in eine Spannung umwandeln, die für den Betrieb des Umrichterventils geeignet ist, und bietet stabile Unterstützung für die Gleichstromübertragung. Gleichzeitig reduziert er durch elektrische Isolation die gegenseitige Störung zwischen dem Wechselstromnetz und dem Gleichstromsystem und gewährleistet den sicheren Betrieb des gesamten Übertragungssystems. Seine Leistung beeinflusst direkt die Effizienz, Stabilität und Zuverlässigkeit der HVDC-Übertragung, wodurch es ein Schlüsselgerät für langstreckige, großkapazitive Stromübertragungen (wie z.B. überregionale Netzanbindungen und die Integration erneuerbarer Energien) ist.

• Bis zu 1000kV auf der Netzzugangsseite.

• Bis zu ±1100kV auf der Ventilseite.

Eigenschaften

• Hochwertige Isolierleistung: Im Betrieb in einer Hochspannungsumgebung (oft bei ±500kV und höherer Gleichspannung) erfordert es extrem starke Isolierungsfähigkeiten. Spezielle Verfahren wie Ölpapierisolierung oder SF₆-Gasisolierung werden angewendet, um komplexen Arbeitsbedingungen wie Betriebsüberspannung, Blitzüberspannung und Gleichstrom-Vorspannung standzuhalten.

• Spezielles Wicklungsdesign: Es wird meistens eine geteilte Wicklungsstruktur verwendet, die den Anforderungen der mehrbrückigen Topologie von Umrichterventilen gerecht wird. Dies reduziert auch den harmonischen Einfluss auf das Stromnetz und sichert die Qualitätsstandards der Energieversorgung.

• Effizientes Kühlungssystem: Aufgrund der großen Übertragungsleistung (die Kapazität einer einzelnen Einheit kann Millionen kVA erreichen) und der hohen Wärmeerzeugung während des Betriebs ist es normalerweise mit einem gezwungenen Öl-Zirkulations-Kühlungssystem oder einem gezwungenen Luftkühlungssystem ausgestattet, um eine stabile Wärmeabfuhr unter Nennlast sicherzustellen.

• Hohe Kurzschlussbeständigkeit: Es kann Kurzschlussstromauswirkungen während Systemfehlern standhalten. Die Wicklungen verwenden verstärkte mechanische Fixierstrukturen, um das Risiko von Deformationen bei Kurzschlüssen zu reduzieren.

• Funktion zur Lastspannungsregelung: Die meisten Produkte haben Fähigkeiten zur Lastspannungsregelung, die es ermöglichen, die Ausgangsspannung in Echtzeit anhand von Netzspannungsschwankungen anzupassen, um sicherzustellen, dass das Umrichterventil innerhalb des optimalen Spannungsbereichs arbeitet und die Flexibilität des Systems verbessert wird.

• Anpassungsfähigkeit an komplexe Arbeitsbedingungen: Es kann harmonische Wellen, Gleichstrom-Vorspannung, Vibrationen und andere einzigartige Bedingungen von Gleichstromübertragungssystemen aushalten. Metallkomponenten unterliegen einer hochwertigen Korrosionsschutzbehandlung, um verschiedenen Installationsumgebungen wie draußen oder drinnen gerecht zu werden.