[發明專利]具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置

在審

• 申請號: 201310033494.9
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103078287A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 梁一橋;韓其國
• 申請（專利權）人: 梁一橋
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/18
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳秉中

技術領域

本發明屬于高壓輸配電系統裝置技術領域，具體涉及一種具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置。

背景技術

目前，因輸電線路結冰和積雪而造成高壓輸電線斷線和倒塔、倒桿的事故時有發生，高壓輸電線路斷線和倒塔事故嚴重影響了電網的安全運行，造成大面積停電事故。為了防止這類事故的發生，必須及時將導線上的結冰和積雪化掉，目前主要采取機械（振動）式、電熱式兩大類的融冰方法。機械（振動）式融冰，即采用振動導線的方法使冰雪脫落，其特點在于簡單操作，無需浪費電能，但其缺點是必須逐檔進行，速度慢，而且在地面結冰和積雪嚴重的情況下，往往因為交通問題而不能到達高山上的輸電線路而無法進行操作。電熱式融冰技術，即利用將線路末端短路而產生的大電流將導線加熱而達到融冰的目的，和機械（振動）式融冰方法相比，電熱式融冰技術的優點是融冰速度較快，不受路面結冰和積雪的影響，但需耗費一定的電能和配置相關的配套裝置。現在普遍采用電熱式融冰技術有交流大電流融冰技術和直流大電流融冰技術，相比較而言，交流大電流融冰技術的優點在于每個變電所均有不同電壓等級的交流電源，因此電源比較容易獲取，其缺點是在相同的融冰電流下，需要較高的電源電壓，因為一般輸電線路的交流感抗比其電阻要大得多，從而融冰需要很大的電源容量和很大的無功功率，融冰時對系統沖擊較大，可能引起系統電壓穩定性問題；另一缺點是因為其交流電源的電壓不可調，所以融冰電流不可以控制。直流大電流融冰技術的優點是在相同的融冰電流下，只需要較低的電源電壓，因為輸電線路的直流感抗為0，所以融冰時對系統沖擊很小；其缺點是需要另外配備整流和濾波裝置，并且因為線路嚴重結冰的現象并不常見，這些裝置的利用率較低。專利200810060026.X和200810120372.2公開了兩類能將直流大電流融冰技術和靜態無功補償技術（SVC)相結合的裝置，有效地提高了設備利用率，但是上述發明的兩類裝置里均需要配置大量的基于電容器和電抗器的無源濾波器，因此存在占地面積大、融冰時無功功率變化大、容易產生諧波諧振等問題。專利201110362882.2公開了一種基于電壓源型換流器的雙功能直流融冰裝置，該發明裝置將融冰功能和STATCOM功能結合起來，但是，該發明存在4方面缺點：1）該裝置需要一個降壓變壓器，增加了損耗和成本；2）由于該裝置采用脈寬調制（PWM）技術，增加了IGBT開關損耗和電磁干擾；降低了輸出電流的能力；?3）由于該裝置采用脈寬調制（PWM）技術，需要在交流側加裝濾波器；4）因為電路結構的限制，該發明裝置的直流電壓可調范圍小，從而要求所有被融冰輸電線路的長度大致相同，但往往一個變電站的輸電線路的長度并不是大致相同的，因此該發明裝置不能對變電站的所有輸電線路進行融冰。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置的技術方案。

所述的具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置，其特征在于：由兩個電路拓撲和參數完全相同的鏈式結構的STATCOM和一個融冰換相刀閘矩陣構成，兩個STATCOM一端與三相交流母線相連，兩個STATCOM另一端與融冰換相刀閘矩陣相連，融冰換相刀閘矩陣由六把隔離刀閘組成，六把隔離刀閘與兩個STATCOM相配合且對應分成兩組，每一組隔離刀閘的兩端分別連接STATCOM和待融冰線路的A相、B相、C相。

所述的具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置，其特征在于所述的STATCOM的每一相電路均由若干個直流側接電容器的全橋電路級聯后和一個交流電抗器串聯構成，交流電抗器接在電路的輸入端或輸出端。

所述的具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置，其特征在于所述的STATCOM的每一相電路均由若干個直流側接電容器的全橋電路級聯后和兩個交流電抗器串聯構成，兩個交流電抗器分別接在電路的輸入端和輸出端。

所述的具有STATCOM功能的直流大電流融冰裝置，其特征在于所述的直流側接電容器的全橋電路由四個帶反并聯二極管的IGBT、一個直流電容器、一個接觸器構成，四個帶反并聯二極管的IGBT構成一個全橋電路，直流電容器接在該全橋電路的直流側，接觸器并接在該全橋電路的交流輸入側。