一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置及實(shí)現(xiàn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置及實(shí)現(xiàn)方法，所述的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的主回路包括：1個(gè)6脈動(dòng)換流閥、2組電抗器、8個(gè)隔離開(kāi)關(guān)。控制隔離開(kāi)關(guān)分合可使裝置在正常融冰模式時(shí)2組電抗器并聯(lián)做為換相電抗器；在直流融冰零功率實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綍r(shí)1組電抗器做為負(fù)載電抗器、1組電抗器做為換相電抗器；在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)，2組電抗器串聯(lián)做為相控電抗器。這種設(shè)置方法可以提高電抗器的利用率，同時(shí)可以降低電抗器的成本。
【專利說(shuō)明】一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置及實(shí)現(xiàn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)及電力電子領(lǐng)域，特別涉及一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置，及相應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]2008年我國(guó)南方地區(qū)發(fā)生了嚴(yán)重的冰凍災(zāi)害，給電力輸電線路造成了巨大的破壞。直流融冰裝置能夠使輸電線路流過(guò)直流電流引起其發(fā)熱，從而有效的解決了輸電線路的冰災(zāi)問(wèn)題。
[0003]在直流融冰裝置設(shè)計(jì)時(shí)，在無(wú)整流變壓器的情況下，為了減少換相引起交流接入點(diǎn)電壓畸變，需要在融冰裝置交流側(cè)設(shè)計(jì)換相電抗器。同時(shí)，為了實(shí)現(xiàn)輸電線路不停電的情況下驗(yàn)證直流融冰裝置的通流能力(零功率實(shí)驗(yàn))，需要設(shè)計(jì)專門(mén)的電抗器做為直流融冰裝置的負(fù)載，這個(gè)電抗器稱為負(fù)載電抗器。
[0004]融冰裝置一般只在冬季線路結(jié)冰時(shí)才會(huì)使用，這樣設(shè)備利用率不高。故在很多場(chǎng)合都將直流融冰裝置設(shè)計(jì)成兼?zhèn)潇o止無(wú)功補(bǔ)償(SVC)的功能，在不融冰時(shí)以靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)男问綖榻涣飨到y(tǒng)提供動(dòng)態(tài)無(wú)功支撐，調(diào)節(jié)系統(tǒng)電壓，進(jìn)而阻尼交流系統(tǒng)低頻振蕩，提高交流系統(tǒng)穩(wěn)定極限和輸送能力。在直流融冰轉(zhuǎn)換為靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置時(shí)，需要將上文提到的平波電抗器和換相電抗器轉(zhuǎn)換為靜止無(wú)功補(bǔ)償所需要的相控電抗器，
[0005]中電普瑞科技有限公司所申請(qǐng)專利201110281069.2中提出了一種直流融冰和靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b換方案，但這種方案不具備負(fù)載電抗器，無(wú)法實(shí)現(xiàn)零功率實(shí)驗(yàn)；中電普瑞科技有限公司所申請(qǐng)專利200910235793.4中提出了一種直流融冰和靜止無(wú)功補(bǔ)償?shù)难b換方案，這中方案不具備將負(fù)載電抗器轉(zhuǎn)換為相控電抗器的功能，電抗器的設(shè)備利用率不高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的主要目的在于提出了一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置，可以實(shí)現(xiàn)直流融冰、直流融冰零功率實(shí)驗(yàn)、無(wú)功補(bǔ)償三種功能。
[0007]為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是:一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置，所述直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的主回路包括I個(gè)6脈動(dòng)換流閥、2組電抗器、8組隔離開(kāi)關(guān)等；所述6脈動(dòng)換流閥是由6個(gè)相同的晶閘管閥組組成，第一閥組的陽(yáng)極和第二閥組的陰極連接；第三閥組的陽(yáng)極和第四閥組的陰極連接；第五閥組的陽(yáng)極和第六閥組的陰極連接；第二電抗器的一端、第一隔離開(kāi)關(guān)的一端相連接入三相電網(wǎng)；第一隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第四隔離開(kāi)關(guān)的一端、第一電抗器的一端相連形成公共端；第四隔離開(kāi)關(guān)的另一端和第五隔離開(kāi)關(guān)的一端相連做為直流融冰的正極輸出；第一電抗器的另一端、第三隔離開(kāi)關(guān)的一端、第二隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第二隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第一閥組陰極、第三閥組陰極、第五閥組陰極、第六隔離開(kāi)關(guān)的一端、第五隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第七隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第六隔離開(kāi)關(guān)的另一端三相短接；第二電抗器的另一端、第三隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第一閥組陽(yáng)極、第三閥組陽(yáng)極、第五閥組陽(yáng)極、第二閥組陰極、第四閥組陰極、第六閥組陰極相連形成公共端；第二閥組陽(yáng)極、第四閥組陽(yáng)極、第六閥組陽(yáng)極、第七隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第八隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第八隔離開(kāi)關(guān)的另一端三相短接做為直流融冰的負(fù)極輸出。
[0008]進(jìn)一步地，當(dāng)裝置運(yùn)行在正常融冰方式時(shí)，打開(kāi)第二、第四、第六、第七隔離開(kāi)關(guān)，閉合第一、第三、第五、第八隔離開(kāi)關(guān)，使第一、第二電抗器并聯(lián)后做為換相電抗器接入6脈動(dòng)換流閥，滿足直流融冰的需求。
[0009]進(jìn)一步地，當(dāng)裝置運(yùn)行在直流融冰的零功率實(shí)驗(yàn)方式時(shí)，打開(kāi)第一、第三、第五、第七隔離開(kāi)關(guān)，閉合第二、第四、第六、第八隔離開(kāi)關(guān)，使第一電抗器做為負(fù)載電抗器、第二電抗器做為換相電抗器，滿足零功率實(shí)驗(yàn)的需求。
[0010]進(jìn)一步地，當(dāng)裝置運(yùn)行在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)，打開(kāi)第三、第四、第五、第六、第八隔離開(kāi)關(guān)，閉合第一、第二、第七隔離開(kāi)關(guān)，從而使第一電抗器、第二電抗器串聯(lián)后做為相控電抗器串入反并聯(lián)的閥組，組成無(wú)功補(bǔ)償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償功能。
[0011]采用上述方案后，本發(fā)明中裝置的正常直流融冰功能、直流融冰零功率實(shí)驗(yàn)功能、無(wú)功補(bǔ)償功能只使用了兩組電抗器，并且在正常直流融冰模式時(shí)兩組電抗器并聯(lián)做為換相電抗器，可以滿足直流融冰所需的大電流。本發(fā)明可以提高電抗器的利用率，且可以降低電抗器的成本。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明中具有零功率實(shí)驗(yàn)功能的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的主電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本發(fā)明中裝置運(yùn)行在正常融冰模式時(shí)的主電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖3是本發(fā)明中裝置運(yùn)行在直流融冰零功率實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綍r(shí)的主電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖4是本發(fā)明中裝置運(yùn)行在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)的主電路結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明提供了一種具有零功率實(shí)驗(yàn)功能的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置及相應(yīng)的設(shè)置方法。其具有兩組電抗器，通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化:在直流融冰模式時(shí)，兩組電抗器并聯(lián)后做為換相電抗器；在直流融冰零功率實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｊ綍r(shí)，一組電抗器做為負(fù)載電抗器，一組電抗器做為換相電抗器；在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)，兩組電抗器串聯(lián)后做為相控電抗器。
[0017]以下將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本發(fā)明提供一種具有零功率實(shí)驗(yàn)功能的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置主回路設(shè)置方法。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明的裝置包括一個(gè)6脈動(dòng)換流閥，換流閥由6個(gè)晶閘管閥組Via、Vlb、Vic、V2a、V2b、V2c組成,每一個(gè)晶閘管閥組通過(guò)串聯(lián)不同數(shù)量的晶閘管以適應(yīng)不同電壓等級(jí)的需要；
[0020]還包括2組電抗器LI和L2，每組電抗器組均為三相電抗器，可以由三臺(tái)單相電抗器組成，也可以由一臺(tái)三相電抗器組成；
[0021]還包括8組隔離開(kāi)關(guān)叭、02、03、04、05、06、07、08，每組隔離開(kāi)關(guān)均為三相隔離開(kāi)關(guān);
[0022]Vla閥組的陽(yáng)極和V2a閥組的陰極連接；Vlb閥組的陽(yáng)極和V2b閥組的陰極連接；Vlc閥組的陽(yáng)極和V2c閥組的陰極連接。
[0023]L2電抗器的一端、Ql隔離開(kāi)關(guān)的一端相連接入三相電網(wǎng)；Q1隔離開(kāi)關(guān)的另一端、Q4隔離開(kāi)關(guān)的一端、LI電抗器的一端相連形成公共端；Q4隔離開(kāi)關(guān)的另一端和Q5隔離開(kāi)關(guān)的一端相連做為直流融冰的正極輸出；L1電抗器的另一端、Q3開(kāi)關(guān)的一端、Q2開(kāi)端的一端相連形成公共端；Q2隔離開(kāi)關(guān)的另一端、Vla閥組陰極、Vlb閥組陰極、Vlc閥組陰極、Q6隔離開(kāi)關(guān)的一端、Q5隔離開(kāi)關(guān)的另一端、Q7隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；Q6隔離開(kāi)關(guān)的另一端三相短接；L2電抗器的另一端、Q3隔離開(kāi)關(guān)的另一端、Vla閥組陽(yáng)極、Vlb閥組陽(yáng)極、Vlc閥組陽(yáng)極、V2a閥組陰極、V2b閥組陰極、V2c閥組陰極相連形成公共端；V2a閥組陽(yáng)極、V2b閥組陽(yáng)極、V2c閥組陽(yáng)極、Q7隔離開(kāi)關(guān)的另一端、Q8隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；Q8開(kāi)關(guān)的另一端三相短接做為直流融冰的負(fù)極輸出；
[0024]當(dāng)裝置運(yùn)行在正常融冰方式時(shí)，如圖2所示，打開(kāi)Q2隔離開(kāi)關(guān)、Q4隔離開(kāi)關(guān)、Q6隔尚開(kāi)關(guān)、Q7隔尚開(kāi)關(guān)，閉合Ql隔尚開(kāi)關(guān)、Q3隔尚開(kāi)關(guān)、Q5隔尚開(kāi)關(guān)、Q8隔尚開(kāi)關(guān),使LI電抗器、L2電抗器并聯(lián)后做為換相電抗器接入6脈動(dòng)換流閥組，從而使電抗器LI和L2共同分擔(dān)交流側(cè)的電流，可以滿足較大電流的直流融冰。在這種運(yùn)行方式下，控制系統(tǒng)通過(guò)改變晶閘管閥的觸發(fā)角來(lái)調(diào)節(jié)換流閥的輸出直流電壓，可以使用于不同電壓等級(jí)、線型和長(zhǎng)度的導(dǎo)線、地線。
[0025]當(dāng)裝置運(yùn)行在直流融冰的零功率實(shí)驗(yàn)方式時(shí)，如圖3所示，打開(kāi)Ql隔離開(kāi)關(guān)、Q3隔尚開(kāi)關(guān)、Q5隔尚開(kāi)關(guān)、Q7隔尚開(kāi)關(guān)，閉合Q2隔尚開(kāi)關(guān)、Q4隔尚開(kāi)關(guān)、Q6隔尚開(kāi)關(guān)、Q8隔尚開(kāi)關(guān)，從而使LI電抗器做為負(fù)載電抗器、L2電抗器做為換相電抗器，可以滿足在不停運(yùn)線路的情況下驗(yàn)證裝置的通流能力，實(shí)現(xiàn)融冰裝置的零功率實(shí)驗(yàn)；
[0026]當(dāng)裝置運(yùn)行在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)，如圖3所示，打開(kāi)Q3隔離開(kāi)關(guān)、Q4隔離開(kāi)關(guān)、Q5隔尚開(kāi)關(guān)、Q6隔尚開(kāi)關(guān)、Q8隔尚開(kāi)關(guān)，閉合Ql隔尚開(kāi)關(guān)、Q2隔尚開(kāi)關(guān)、Q7隔尚開(kāi)關(guān)，從而使LI電抗器、L2電抗器串聯(lián)后做為相控電抗器串入反并聯(lián)的閥組，組成無(wú)功補(bǔ)償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，這種運(yùn)行方式下，控制系統(tǒng)通過(guò)控制晶閘管閥的導(dǎo)通角度來(lái)調(diào)節(jié)靜止無(wú)功補(bǔ)償SVC的輸出無(wú)功功率，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償功能。
[0027]上述8個(gè)隔離開(kāi)關(guān)采用電動(dòng)開(kāi)關(guān)，控制系統(tǒng)通過(guò)遠(yuǎn)程控制控制隔離開(kāi)關(guān)的打開(kāi)、閉合，從而實(shí)現(xiàn)不同運(yùn)行方式的切換。
[0028]以上方案實(shí)例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特征在于: 所述直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的主回路包括I個(gè)6脈動(dòng)換流閥、2組電抗器、8組隔離開(kāi)關(guān)等; 所述6脈動(dòng)換流閥是由6個(gè)相同的晶閘管閥組組成，第一閥組的陽(yáng)極和第二閥組的陰極連接；第三閥組的陽(yáng)極和第四閥組的陰極連接；第五閥組的陽(yáng)極和第六閥組的陰極連接; 第二電抗器的一端、第一隔離開(kāi)關(guān)的一端相連接入三相電網(wǎng)；第一隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第四隔離開(kāi)關(guān)的一端、第一電抗器的一端相連形成公共端；第四隔離開(kāi)關(guān)的另一端和第五隔離開(kāi)關(guān)的一端相連做為直流融冰的正極輸出；第一電抗器的另一端、第三隔離開(kāi)關(guān)的一端、第二隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第二隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第一閥組陰極、第三閥組陰極、第五閥組陰極、第六隔離開(kāi)關(guān)的一端、第五隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第七隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第六隔離開(kāi)關(guān)的另一端三相短接；第二電抗器的另一端、第三隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第一閥組陽(yáng)極、第三閥組陽(yáng)極、第五閥組陽(yáng)極、第二閥組陰極、第四閥組陰極、第六閥組陰極相連形成公共端；第二閥組陽(yáng)極、第四閥組陽(yáng)極、第六閥組陽(yáng)極、第七隔離開(kāi)關(guān)的另一端、第八隔離開(kāi)關(guān)的一端相連形成公共端；第八隔離開(kāi)關(guān)的另一端三相短接做為直流融冰的負(fù)極輸出。
2.一種如權(quán)利要求1所述的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于: 當(dāng)裝置運(yùn)行在正常融冰方式時(shí)，打開(kāi)第二、第四、第六、第七隔離開(kāi)關(guān)，閉合第一、第三、第五、第八隔離開(kāi)關(guān)，使第一、第二電抗器并聯(lián)后做為換相電抗器接入6脈動(dòng)換流閥，滿足直流融冰的需求。
3.—種如權(quán)利要求1所述的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于: 當(dāng)裝置運(yùn)行在直流融冰的零功率實(shí)驗(yàn)方式時(shí)，打開(kāi)第一、第三、第五、第七隔離開(kāi)關(guān)，閉合第二、第四、第六、第八隔離開(kāi)關(guān),使第一電抗器做為負(fù)載電抗器、第二電抗器做為換相電抗器，滿足零功率實(shí)驗(yàn)的需求。
4.一種如權(quán)利要求1所述的直流融冰兼無(wú)功補(bǔ)償裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于: 當(dāng)裝置運(yùn)行在無(wú)功補(bǔ)償模式時(shí)，打開(kāi)第三、第四、第五、第六、第八隔離開(kāi)關(guān)，閉合第一、第二、第七隔離開(kāi)關(guān)，從而使第一電抗器、第二電抗器串聯(lián)后做為相控電抗器串入反并聯(lián)的閥組，組成無(wú)功補(bǔ)償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償功能。
【文檔編號(hào)】H02G7/16GK103840416SQ201410103373
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】李成博, 田杰, 李海英, 李長(zhǎng)偉, 張翔, 陳赤漢 申請(qǐng)人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術(shù)有限公司