[實用新型]全控器件單元級聯型大功率高頻高壓融冰激勵電源電路

有效

• 申請號: 201720916947.6
• 申請日: 2017-07-26
• 公開（公告）號: CN207010555U
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發明（設計）人: 馬曉紅;代洲;毛先胤;曾華榮;許逵;張迅;田承越;牛唯;周羽生;王賢軍;邊瑞恩;甘凌霄
• 申請（專利權）人: 貴州電網有限責任公司電力科學研究院
• 主分類號: H02M5/458
• 分類號: H02M5/458;H02G7/16
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所52100
• 代理人: 商小川

技術領域

本實用新型屬于輸電線路融冰技術；尤其涉及一種全控器件單元級聯型大功率高頻高壓融冰激勵電源電路。

背景技術

輸電線路覆冰嚴重時會造成電力設施損毀，危害電力系統的安全運行，因此輸電線路除冰技術的研究很早就得到了國內外學者的重視。目前電力系統中采用的主要除冰手段有熱力融冰、機械除冰和自然脫冰等，其中在實際工程中應用最為廣泛的是熱力融冰法，其包括直流融冰和交流融冰，可應用到500kV及以下的各個電壓等級的輸電線路上，但是這些除冰方式都需要在線路停止輸電的情況下進行融冰，對于超高壓輸電線路將會造成巨大停電損失。因此探索新型可實現在線式的輸電線路除冰技術成為了電力系統防冰減災研究的重要課題之一。

實用新型內容：

本實用新型要解決的技術問題：提供一種全控器件單元級聯型大功率高頻高壓融冰激勵電源電路，以解決現有技術采用直流融冰和交流融冰，可應用到500kV及以下的各個電壓等級的輸電線路上，但是這些除冰方式都需要在線路停止輸電的情況下進行融冰，對于超高壓輸電線路將會造成巨大停電損失等技術問題。

本實用新型技術方案：

一種全控器件單元級聯型大功率高頻高壓融冰激勵電源電路，它包括功率單元，所述功率單元并聯連接，功率單元輸入端通過濾波電感與站用變連接；功率單元輸出端與高頻升壓變壓器輸入端連接，高頻升壓變壓器輸出端接覆冰線路。

高頻升壓變壓器輸入端串聯有電感L_r，高頻升壓變壓器輸出端并聯有電容C_p。

所述功率單元包括PWM可控整流電路，PWM可控整流電路與逆變輸出單元電路連接，逆變輸出單元電路與LC電路連接，LC電路輸出端輸出低壓高頻交流電。PWM可控整流電路包括四個絕緣柵雙極晶體管S_a1～S_a4；絕緣柵雙極晶體管 S_a1～S_a2串聯，絕緣柵雙極晶體管S_a3～S_a4串聯。

逆變輸出單元電路為IGBT構成的H橋逆變器。

電容C₁和C₂串聯后與逆變輸出單元電路輸入端并聯；電阻R₁與電容C₁并聯，電阻R₂與電容C₂并聯。

本實用新型的有益效果：

本實用新型采用功率單元并聯輸出提高輸出電流和頻率，高頻升壓變壓器提高輸出電壓，滿足融冰裝置高壓、大功率和頻率連續可調等要求；考慮到融冰激勵源輸入側的諧波問題與控制性能，采用了絕緣柵雙極晶體管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)器件作為功率單元前級整流器件進行多重化整流以達到單位功率因數整流和提高網側電能質量的目的，同時也解決了采用移相變壓器輸入后再進行不可控整流的多重化整流方式帶來的裝置體積大、運行易發熱和經濟性差的問題。采用SPWM波控制功率單元逆變器輸出高頻電壓，通過高頻變壓器升壓，實現高頻高壓大功率輸出功能；

本實用新型解決了現有技術采用直流融冰和交流融冰，可應用到 500kV及以下的各個電壓等級的輸電線路上，但是這些除冰方式都需要在線路停止輸電的情況下進行融冰，對于超高壓輸電線路將會造成巨大停電損失等技術問題。

附圖說明：

圖1為本實用新型拓撲電路結構示意圖；

圖2為本實用新型功率單元拓撲電路結構示意圖。

具體實施方式：

一種全控器件單元級聯型大功率高頻高壓融冰激勵電源電路(見圖1)，它包括功率單元，所述功率單元并聯連接，功率單元輸入端通過濾波電感與站用變連接；功率單元輸出端與高頻升壓變壓器輸入端連接，高頻升壓變壓器輸出端接覆冰線路。

高頻升壓變壓器串聯的電感L_r＝55mH，并聯電容C_P＝0.5μF，使逆變處于準諧振狀態，能有效降低高頻帶來的開關損耗。

所述功率單元包括PWM可控整流電路(見圖2)，PWM可控整流電路與逆變輸出單元電路連接，逆變輸出單元電路與LC電路連接， LC電路輸出端輸出低壓高頻交流電。LC電路包括電感L_f，電容C_f。通過選取合適的濾波參數，有效抑制了輸出電流的過分波動和需要濾除的高次諧波，且可以改善逆變器的運行狀態。