[發明專利]一種集裝箱式直流融冰系統及控制方法

有效

• 申請號: 201310741404.1
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN103715643A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 劉樹;王皆慶;康成;張凌俊;李彥
• 申請（專利權）人: 北京四方繼保自動化股份有限公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16
• 代理公司: 北京金闕華進專利事務所(普通合伙) 11224
• 代理人: 吳鴻維

1.一種集裝箱式直流融冰系統，其特征在于：

所述一種集裝箱式直流融冰系統包括功率部分、倒閘部分；

所述一種集裝箱式直流融冰系統采用集裝箱方式安裝，功率部分安裝于兩個集裝箱、開關倒閘部分安裝于一個集裝箱內；

所述一種集裝箱式直流融冰系統采用按功能劃分的結構布置方法，所述功率箱與開關倒閘箱功能相對獨立，功率箱與開關倒閘箱之間通過電纜相連，兩功率箱間無連接線。

2.根據權利要求1所述的集裝箱式直流融冰系統，其特征在于：

所述功率部分采用三相鏈式結構、星形連接，各相由一個上橋臂和一個下橋臂及對應的橋臂電抗器組成，各橋臂由N個全橋功率模塊串聯組成，其中N為大于1的整數；三相上橋臂的首端相聯形成的公共連接點作為直流母線的正極，三相下橋臂的尾端相聯形成的公共連接點作為直流母線的負極；

所述的直流母線正負極電壓施加于待融冰線路上；

所述倒閘部分包括聯絡開關、第一交流并網開關、第二交流并網開關、第一直流換相隔離開關、第二直流換相隔離開關；

所述上橋臂通過對應的橋臂電抗器及第一交流并網開關連接至I段交流母線，所述下橋臂通過對應的橋臂電抗器及第二交流并網開關連接至II段交流母線，在上橋臂電抗器與第一交流并網開關的連接點和下橋臂電抗器與第二交流并網開關的連接點之間設置所述聯絡開關；

所述集裝箱式直流融冰系統的正極直流輸出側連接第一直流換相隔離開關；

所述集裝箱式直流融冰系統的負極直流輸出側連接第二直流換相隔離開關；

所述一種集裝箱式直流融冰系統采用公共連接點電位偏移的控制方式，使其在上下橋臂的公共連接點之間產生直流電壓差，實現連續可調的直流輸出電壓；

所述一種集裝箱式直流融冰系統在直流側采用各相可獨立操作的第一直流換相隔離開關和第二直流換相隔離開關，實現對三相線路不同的融冰方法；

所述一種集裝箱式直流融冰系統除直流融冰外兼具無功補償功能，其無功補償功能既可補償單段母線電壓，亦可獨立補償兩段母線電壓，融冰系統可通過聯絡開關以改變其拓撲。

3.根據權利要求1所述的一種集裝箱式直流融冰系統，其特征在于：

所述的全橋功率模塊為H橋結構，由四個可關斷器件Q1～Q4和直流支撐電容器C構成，上方的可關斷器件Q1和Q3的集電極與直流支撐電容器C的正極相連，下方的可關斷器件Q2和Q4的發射極與直流支撐電容器C的負極相連；可關斷器件Q1的發射極與可關斷器件Q2的集電極相連，形成全橋功率模塊的首端，可關斷器件Q3的發射極與可關斷器件Q4的集電極相連，形成全橋功率模塊的末端。

4.根據權利要求1或2所述的一種集裝箱式直流融冰系統，其特征在于：

所述功率部分除了組成各相上下橋臂的全橋功率模塊外，還包括風冷散熱系統、控制系統，所述風冷散熱系統用于各功率模塊的散熱，所述控制系統用于對功率模塊、交直流開關的控制及保護。

5.根據權利要求4所述的一種集裝箱式直流融冰系統，其特征在于：

所述一種集裝箱式直流融冰系統的功率部分的三相上橋臂及與上橋臂對應串聯的電抗器，和三相下橋臂及與下橋臂對應串聯的電抗器分別安裝于兩個集裝箱內形成兩個功率箱，開關倒閘部分安裝于一個集裝箱內形成一個開關倒閘箱；

需進行拓撲切換時，僅在開關倒閘箱內對第一交流并網開關、第二交流并網開關、聯絡開關、第一直流換相隔離開關、第二直流換相隔離開關、控制系統的操作；

功率箱與開關倒閘箱之間功能相對獨立，，可實現積木式組合，各箱體可獨立運輸。

6.根據權利要求1-5任一權利要求所述的一種集裝箱式直流融冰系統的控制方法，其特征在于：

所述一種集裝箱式直流融冰系統采用公共連接點電位偏移的控制方式，即在所述直流融冰系統的上下橋臂調制波中加入相反的直流分量，使其公共連接點電位不為零，上下橋臂間的公共連接點間產生可控的電壓差，從而實現直流輸出電壓從零開始至額定電壓的連續可調。