特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電氣工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種特高壓直流融冰裝置高壓、大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]特高壓直流融冰裝置為特高壓輸電線路應(yīng)對(duì)冰災(zāi)提供了有效融冰手段，但特高壓直流融冰裝置由于輸出電壓高、電流大，實(shí)現(xiàn)交、直流變換的變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為裝置研制的瓶頸。因此，開(kāi)展特高壓直流融冰裝置變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研宄，具有重要的理論和技術(shù)價(jià)值。國(guó)內(nèi)、外少數(shù)高校和科研單位對(duì)輸電線路直流融冰裝置進(jìn)行了部分研宄，裝置具有容量小、輸出電流小等特點(diǎn)，僅滿足500kV及以下輸電線路融冰工作，對(duì)適合于特高壓輸電線路融冰的直流融冰裝置并未開(kāi)展有效研宄工作。與500kV及以下輸電線路融冰裝置相比，特高壓融冰裝置需要具有以下特點(diǎn):特點(diǎn)一，裝置容量大，數(shù)倍于現(xiàn)有融冰裝置容量，現(xiàn)有融冰裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理不能滿足特高壓融冰裝置要求；特點(diǎn)二，裝置電壓高、電流大，電流數(shù)倍于現(xiàn)有融冰裝置額定電流，給裝置的功率器件選型、均流設(shè)計(jì)、絕緣設(shè)計(jì)和散熱設(shè)計(jì)造成巨大困難。因此，迫切需要開(kāi)展可實(shí)現(xiàn)高壓、大電流輸出的變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研宄，有效解決特高壓直流融冰裝置研制中存在的問(wèn)題，為裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與最終研制提供有效指導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種特高壓直流融冰裝置高壓、大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可以解決特高壓直流融冰裝置研制中存在高壓、大電流、均壓、均流、絕緣和散熱等問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明提供的這種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)包括若干脈波變壓器、電壓均衡器、電壓電流回饋調(diào)節(jié)器、若干脈波整流器、電流均衡器，脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，脈波變壓器對(duì)高壓交流電降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器輸出端與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器輸出端分別與所述電流均衡器的輸入端相連，對(duì)各脈波整流器輸出的直流電進(jìn)行均流和匯流，電壓電流回饋調(diào)節(jié)器輸入端與所述電流均衡器的二次信號(hào)輸出端相連，電壓電流回饋調(diào)節(jié)器將電流均衡器輸出的電流二次信號(hào)處理后輸入給電壓均衡器，電壓均衡器根據(jù)回饋的電流二次信號(hào)對(duì)電壓均衡器輸出交流電壓形成閉環(huán)控制。
[0005]所述脈波變壓器采用220kV-24的脈波變壓器，脈波整流器采用10kV_12的脈波整流器。所述脈波變壓器采用兩臺(tái)，分別將220kV高壓交流輸入降壓為1kV交流電壓輸出，脈波整流器采用四臺(tái)分別將電壓均衡器輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸?shù)诫娏骶馄鬟M(jìn)行均流和匯流。所述脈波變壓器副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結(jié)構(gòu)，各繞組間分別移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出。所述各脈波整流器采用脈波整流器模塊化閥組單元，該單元主要由整流管、散熱器、環(huán)氧支撐板和壓板組成，各整流管和散熱器安裝在環(huán)氧支撐板上，兩端由壓板通過(guò)緊固件牢固壓緊。所述壓板采用金屬板，各整流管和散熱器排放好后兩端用環(huán)氧管與所述金屬板隔開(kāi)。
[0006]從本發(fā)明技術(shù)方案可以看出本發(fā)明的有益效果是:
1)、可有效提高裝置輸出容量，解決特高壓直流融冰裝置研制中大容量要求；
2)、可有效解決特高壓直流融冰裝置研制中裝置高壓、大電流輸出要求，最高輸出直流電壓與直流電流為12kV/12000A，解決特高壓直流融冰裝置研制中高壓大電流輸出要求；
3)、可系統(tǒng)解決大容量、高壓、大電流、均壓、均流、絕緣和散熱等問(wèn)題，為研制特高壓直流融冰裝置提供一種可靠、經(jīng)濟(jì)、有效的變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1為本發(fā)明一種實(shí)施方案的結(jié)構(gòu)框圖。
[0008]圖2為本發(fā)明中220kV_24脈波變壓器接線原理圖。
[0009]圖3為本發(fā)明中10kV-12脈波整流器模塊化閥組單元。
[0010]圖中標(biāo)記為:
脈波變壓器I;
電壓均衡器2 ;
電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3;
脈波整流器4 ;
整流管41 ；
散熱器42 ；
環(huán)氧支撐板43 ；
壓板44 ；
環(huán)氧管45。
【具體實(shí)施方式】
[0011]從圖1可以看出，本發(fā)明具有脈波變壓器1、電壓均衡器2、電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3、若干脈波整流器4、電流均衡器5，脈波變壓器采用是兩臺(tái)220kV-24脈波變壓器，脈波整流器4采用了四臺(tái)10kV-12脈波整流器。兩臺(tái)脈波變壓器I的輸出端均接所述電壓均衡器2的輸入端。而該電壓均衡器輸出端與4臺(tái)脈波整流器的輸入端分別相連。四臺(tái)脈波整流器的輸出端分別與所述電流均衡器5的輸入端相連，該電壓均衡器5 二次信號(hào)輸入端與電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3的輸出端相連。而該電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3輸入端與所述電流均衡器5的二次信號(hào)輸出端相連。
[0012]兩臺(tái)脈波變壓器I分別將220kV高壓交流輸入降壓為兩組1kV交流電壓輸出。電壓均衡器2將220kV-24脈波變壓器輸出的1kV交流電壓進(jìn)行均壓處理后輸出。四臺(tái)10kV-12脈波整流器將電壓均衡器2輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸出。電流均衡器5將10kV-12脈波整流器輸出的直流電流進(jìn)行均流與匯流處理后形成12kV/12000A直流輸出。電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3將電流均衡器5輸出的電流二次信號(hào)處理后輸入給電壓均衡器2，該電壓均衡器根據(jù)回饋的電流二次信號(hào)對(duì)輸出的四組1kV交流電壓形成閉環(huán)控制。
[0013]本實(shí)施方式使用的各零部件來(lái)源是:兩臺(tái)脈波變壓器I采用自主研制的BYQ-220kV-10kV型24脈波整流變壓器；電壓均衡器2采用市售XDDYJH-10kV_4型4通道1kV電壓均衡器；電壓電流回饋調(diào)節(jié)器3采用市售XDHKTJQ-4型4通道電壓電流回饋調(diào)節(jié)器；四臺(tái)脈波整流器4采用自主研制的ZLQ-10kV-12型12脈波1kV整流器；電流均衡器5采用市售XDDLJHQ-12kV-4型4通道12kV/12000A直流電流均衡器。
[0014]圖2為本發(fā)明中220kV-24脈波變壓器接線原理。該24脈波變壓器接線原理圖原邊為A、B、C三相高壓繞組，副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結(jié)構(gòu)，各繞組間分別移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出，變壓器通過(guò)原邊分接調(diào)檔開(kāi)關(guān)實(shí)現(xiàn)調(diào)壓輸出，可實(shí)現(xiàn)三級(jí)電壓輸出。原邊高壓繞組分為高壓線圈和串聯(lián)線圈兩部分，通過(guò)無(wú)勵(lì)磁分接開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)串聯(lián)繞組的接入和斷開(kāi)。24脈波變壓器線圈繞制方式設(shè)計(jì)為同心式，由鐵心向外依次為低壓繞組-高壓繞組-高壓串聯(lián)繞組。
[0015]圖3為本發(fā)明中10kV-12脈波整流器模塊化閥組單元。其主要由整流管41、散熱器42、環(huán)氧支撐板43和不銹鋼壓板44組成，各整流管和散熱器安裝在環(huán)氧支撐板上，兩端用環(huán)氧管45與不銹鋼壓板隔開(kāi)，在通過(guò)緊固件牢固壓緊，使10kV-12脈波整流器形成模塊化閥組單元。環(huán)氧管45可采用環(huán)氧螺紋管，用螺桿將各整流管和散熱器串在一起，再通過(guò)環(huán)氧螺紋管并緊，兩端用不銹鋼壓板壓緊。該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、組裝快速等特點(diǎn)，并可有效解決特高壓直流融冰裝置中絕緣和散熱等問(wèn)題。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于該結(jié)構(gòu)包括脈波變壓器(1)、電壓均衡器(2)、電壓電流回饋調(diào)節(jié)器(3)、若干脈波整流器(4)、電流均衡器(5)，所述脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，對(duì)高壓交流電降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器(3)輸出端與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器輸出端分別與所述電流均衡器的輸入端相連，對(duì)各脈波整流器輸出的直流電進(jìn)行均流和匯流，電壓電流回饋調(diào)節(jié)器(3)輸入端與所述電流均衡器的二次信號(hào)輸出端相連，所述電壓電流回饋調(diào)節(jié)器將電流均衡器(5)輸出的電流二次信號(hào)處理后輸入給電壓均衡器(2)，該電壓均衡器根據(jù)回饋的電流二次信號(hào)對(duì)其輸出的交流電壓形成閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述脈波變壓器采用220kV-24的脈波變壓器，脈波整流器采用10kV-12的脈波整流器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述脈波變壓器采用兩臺(tái)，分別將220kV高壓交流輸入降壓為1kV交流電壓輸出，脈波整流器采用四臺(tái)分別將電壓均衡器3輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸?shù)诫娏骶馄鬟M(jìn)行均流和匯流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，其特征在于所述脈波變壓器副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結(jié)構(gòu)，各繞組間分別移相+22.5° ,-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其特征在于所述各脈波整流器采用脈波整流器模塊化閥組單元，該單元主要由整流管(41)、散熱器(42)、環(huán)氧支撐板(43)和壓板(44)組成，各整流管和散熱器安裝在環(huán)氧支撐板上，兩端由壓板通過(guò)緊固件牢固I壓緊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其特征在于所述壓板采用金屬板，各整流管和散熱器排放好后兩端用環(huán)氧管(45)與所述金屬板隔開(kāi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其特征在于所述壓板采用不銹鋼板。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)其特征在于所述環(huán)氧管采用環(huán)氧螺紋管。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括脈波變壓器、電壓均衡器、電壓電流回饋調(diào)節(jié)器、若干脈波整流器、電流均衡器，脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器分別與電流均衡器相連，對(duì)各脈波整流器輸出的直流電進(jìn)行均流和匯流，電壓電流回饋調(diào)節(jié)器輸入端與所述電流均衡器的二次信號(hào)輸出端相連，電壓電流回饋調(diào)節(jié)器將電流均衡器輸出的電流二次信號(hào)處理后輸入給電壓均衡器。本發(fā)明可滿足特高壓直流融冰裝置大容量要求及高壓大電流輸出要求，為研制特高壓直流融冰裝置提供了可靠、經(jīng)濟(jì)、有效的變流結(jié)構(gòu)。
【IPC分類(lèi)】H02G7-16, H02M7-00, H02M7-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104734101
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510170124
【發(fā)明人】陸佳政, 朱思國(guó), 李波, 方針, 張紅先
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司防災(zāi)減災(zāi)中心
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年4月10日