[發明專利]一種輸出電壓電流連續可調的混合式直流融冰裝置

有效

• 申請號: 201610592941.8
• 申請日: 2016-07-25
• 公開（公告）號: CN106025986B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 陸佳政;黃清軍;李波;譚艷軍;朱思國;周秀冬;朱遠
• 申請（專利權）人: 國網湖南省電力公司;國網湖南省電力公司防災減災中心;國家電網公司
• 主分類號: H02G7/16
• 分類號: H02G7/16;H02J3/01
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙)43008
• 代理人: 趙洪,譚武藝

技術領域

本發明涉及電氣工程技術，具體涉及一種輸出電壓電流連續可調的混合式直流融冰裝置。

背景技術

我國南方地區冰雪災害頻發，輸電線路覆冰后易于引起斷線倒桿，嚴重威脅到電網的安全穩定運行和供電可靠性。特別是2008年特大冰災中，我國華東、華中地區的多個省份發生大面積、長時間停電，給國民經濟和人民群眾的生產生活造成了巨大損失。

為應對冰雪災害，國內研制了多種類型的直流融冰裝置來對覆冰線路實施直流融冰。這些裝置可分為基于二極管的不控整流型、基于晶閘管的相控整流型、基于IGBT等全控型開關器件的PWM整流型三類。其中PWM整流型融冰裝置的輸入輸出技術性能都很好，但所需多組單價較貴的全控型開關器件，造價太高而難以推廣應用；相控整流型輸出電壓連續可調，但需要額外配置大容量低次諧波器組才能滿足并網諧波要求，導致整套裝置占地面積大、造價較高；不控整流型通過融冰變壓器的檔位配合可實現對不同線型、不同長度線路的融冰，結構簡單、成本低廉、融冰可靠性高等優點而成為市場主流。但由于不控整流型的輸出電壓電流只能實現離散的分級調節，不能實現對融冰電流和融冰時間的精細控制。文獻《可減小輸入側諧波及輸出電壓可調的融冰裝置》(高電壓技術，2013年第五期)提出了一種將二極管不控整流電路和直流斬波電路結合的農配網融冰裝置拓撲結構，僅需一個全控型開關器件就能實現對輸出直流電壓電流的連續可調，但該拓撲全控型開關器件的電壓、電流容量不能低于裝置額定輸出電壓和額定電流。對高壓大容量融冰裝置而言，所需全控型開關器件的容量大、造價高，而且受目前全控型開關器件的耐壓水平限制，需要多個開關器件串聯組合使用，均壓難度大、控制復雜、可靠性不高。因此，需要研究簡單可靠、造價便宜、同時又能實現融冰電壓電流連續可調的融冰裝置拓撲結構形式，已經成為融冰裝置性能提升、降低成本所亟待解決的關鍵技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種能夠實現融冰電壓電流在大范圍內連續可調，適用于220kV及以上電壓等級輸電線路用，成本較低且融冰性能好、容錯能力強、融冰可靠性高、并網諧波電流較小，不需要晶閘管相控整流電路那些附加低次濾波器組的輸出電壓電流連續可調的混合式直流融冰裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種輸出電壓電流連續可調的混合式直流融冰裝置，包括大容量可調檔融冰變壓器、小容量變壓器、主不控整流器、次不控整流器、斬波調壓模塊和輸出刀閘，所述大容量可調檔融冰變壓器、小容量變壓器的原邊分別與交流電網相連，所述大容量可調檔融冰變壓器的副邊和主不控整流器的交流側相連，所述小容量變壓器的副邊和次不控整流器的交流側相連，所述斬波調壓模塊設于次不控整流器的直流側構成次整流器，所述次整流器的直流側和作為主整流器的主不控整流器的直流側串聯后和輸出刀閘的輸入端相連，所述大容量可調檔融冰變壓器的原邊與交流電網相連、副邊設有對應多個檔位的多個副邊抽頭，所述多個副邊抽頭的動觸點和主不控整流器的交流側相連，且次不控整流器的輸出電壓不超過混合式直流融冰裝置額定輸出電壓的20％。

優選地，所述斬波調壓模塊包括全控型開關器件和續流二極管，所述主不控整流器的直流側負極和輸出刀閘的負極輸入端相連，所述主不控整流器的直流側正極和次不控整流器的直流側負極相連，且所述次不控整流器的直流側負極通過續流二極管和輸出刀閘的正極輸入端相連，所述次不控整流器的直流側正極和全控型開關器件的集電極C相連，所述全控型開關器件的發射極E和輸出刀閘的正極輸入端相連。

優選地，所述全控型開關器件為IGBT。

優選地，所述大容量可調檔融冰變壓器為Y/d11型雙繞組變壓器。

優選地，所述小容量變壓器為Y/d11型雙繞組變壓器。

優選地，所述主不控整流器為由二極管構成的三相不控整流橋。

優選地，所述次不控整流器為由二極管構成的三相不控整流橋。

本發明輸出電壓電流連續可調的混合式直流融冰裝置具有下述優點：

1、本發明僅需一個斬波調壓模塊就實現了對融冰電壓在很快范圍內的連續可調，斬波調壓模塊相比于同樣可實現電壓連續可調的全控整流或相控整流型結構而言，大大減少了可控開關器件的數量和容量，相比于“不控整流+斬波調壓”兩級級聯型拓撲結構，則顯著減少了對可控開關器件的容量需求。因此，本發明的混合式直流融冰裝置是一種成本較低且融冰性能又好的高性價比融冰裝置解決方案。