CN104734101B - 特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，该结构包括脉波变压器、电压均衡器、电压电流回馈调节器、若干脉波整流器、电流均衡器，脉波变压器的输入端接高压交流电源，降压后其输出端接电压均衡器的输入端，电压均衡器与各脉波整流器的输入端分别相连，各脉波整流器分别与电流均衡器相连，对各脉波整流器输出的直流电进行均流和汇流，电压电流回馈调节器输入端与所述电流均衡器的二次信号输出端相连，电压电流回馈调节器将电流均衡器输出的电流二次信号处理后输入给电压均衡器。本发明可满足特高压直流融冰装置大容量要求及高压大电流输出要求，为研制特高压直流融冰装置提供了可靠、经济、有效的变流结构。
Description
技术领域
本发明属于电气工程技术领域，涉及一种特高压直流融冰装置高压、大电流变流系统结构。
背景技术
特高压直流融冰装置为特高压输电线路应对冰灾提供了有效融冰手段，但特高压直流融冰装置由于输出电压高、电流大，实现交、直流变换的变流系统结构设计为装置研制的瓶颈。因此，开展特高压直流融冰装置变流系统结构研究，具有重要的理论和技术价值。国内、外少数高校和科研单位对输电线路直流融冰装置进行了部分研究，装置具有容量小、输出电流小等特点，仅满足500kV及以下输电线路融冰工作，对适合于特高压输电线路融冰的直流融冰装置并未开展有效研究工作。与500kV及以下输电线路融冰装置相比，特高压融冰装置需要具有以下特点：特点一，装置容量大，数倍于现有融冰装置容量，现有融冰装置结构设计原理不能满足特高压融冰装置要求；特点二，装置电压高、电流大，电流数倍于现有融冰装置额定电流，给装置的功率器件选型、均流设计、绝缘设计和散热设计造成巨大困难。因此，迫切需要开展可实现高压、大电流输出的变流系统结构研究，有效解决特高压直流融冰装置研制中存在的问题，为装置的结构设计与最终研制提供有效指导。
发明内容
本发明的目的在于提供一种特高压直流融冰装置高压、大电流变流系统结构，该结构可以解决特高压直流融冰装置研制中存在高压、大电流、均压、均流、绝缘和散热等问题。
本发明提供的这种特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，其特征在于该结构包括若干脉波变压器、电压均衡器、电压电流回馈调节器、若干脉波整流器、电流均衡器，脉波变压器的输入端接高压交流电源，脉波变压器对高压交流电降压后其输出端接电压均衡器的输入端，电压均衡器输出端与各脉波整流器的输入端分别相连，各脉波整流器输出端分别与所述电流均衡器的输入端相连，对各脉波整流器输出的直流电进行均流和汇流，电压电流回馈调节器输入端与所述电流均衡器的二次信号输出端相连，电压电流回馈调节器将电流均衡器输出的电流二次信号处理后输入给电压均衡器，电压均衡器根据回馈的电流二次信号对电压均衡器输出交流电压形成闭环控制。
所述脉波变压器采用220kV-24的脉波变压器，脉波整流器采用10kV-12的脉波整流器。所述脉波变压器采用两台，分别将220kV高压交流输入降压为10kV交流电压输出，脉波整流器采用四台分别将电压均衡器输出的10kV交流电压整流为12kV直流电压后输到电流均衡器进行均流和汇流。所述脉波变压器副边为四组三相低压绕组，副边低压绕组采用外延三角形结构，各绕组间分别移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，组成等效24脉波电压输出。所述各脉波整流器采用脉波整流器模块化阀组单元，该单元主要由整流管、散热器、环氧支撑板和压板组成，各整流管和散热器安装在环氧支撑板上，两端由压板通过紧固件牢固压紧。所述压板采用金属板，各整流管和散热器排放好后两端用环氧管与所述金属板隔开。
从本发明技术方案可以看出本发明的有益效果是：
1）、可有效提高装置输出容量，解决特高压直流融冰装置研制中大容量要求；
2）、可有效解决特高压直流融冰装置研制中装置高压、大电流输出要求，最高输出直流电压与直流电流为12kV/12000A，解决特高压直流融冰装置研制中高压大电流输出要求；
3）、可系统解决大容量、高压、大电流、均压、均流、绝缘和散热等问题，为研制特高压直流融冰装置提供一种可靠、经济、有效的变流系统结构。
附图说明
图1为本发明一种实施方案的结构框图。
图2为本发明中220kV-24脉波变压器接线原理图。
图3为本发明中10kV-12脉波整流器模块化阀组单元。
图中标记为：
脉波变压器1；
电压均衡器2；
电压电流回馈调节器3；
脉波整流器4；
整流管41；
散热器42；
环氧支撑板43；
压板44；
环氧管45。
具体实施方式
从图1可以看出，本发明具有脉波变压器1、电压均衡器2、电压电流回馈调节器3、若干脉波整流器4、电流均衡器5，脉波变压器采用是两台220kV-24脉波变压器，脉波整流器4采用了四台10kV-12脉波整流器。两台脉波变压器1的输出端均接所述电压均衡器2的输入端。而该电压均衡器输出端与4台脉波整流器的输入端分别相连。四台脉波整流器的输出端分别与所述电流均衡器5的输入端相连，该电压均衡器5二次信号输入端与电压电流回馈调节器3的输出端相连。而该电压电流回馈调节器3输入端与所述电流均衡器5的二次信号输出端相连。
两台脉波变压器1分别将220kV高压交流输入降压为两组10kV交流电压输出。电压均衡器2将220kV-24脉波变压器输出的10kV交流电压进行均压处理后输出。四台10kV-12脉波整流器将电压均衡器2输出的10kV交流电压整流为12kV直流电压后输出。电流均衡器5将10kV-12脉波整流器输出的直流电流进行均流与汇流处理后形成12kV/12000A直流输出。电压电流回馈调节器3将电流均衡器5输出的电流二次信号处理后输入给电压均衡器2，该电压均衡器根据回馈的电流二次信号对输出的四组10kV交流电压形成闭环控制。
本实施方式使用的各零部件来源是：两台脉波变压器1采用自主研制的BYQ-220kV-10kV型24脉波整流变压器；电压均衡器2采用市售XDDYJH-10kV-4型4通道10kV电压均衡器；电压电流回馈调节器3采用市售XDHKTJQ-4型4通道电压电流回馈调节器；四台脉波整流器4采用自主研制的ZLQ-10kV-12型12脉波10kV整流器；电流均衡器5采用市售XDDLJHQ-12kV-4型4通道12kV/12000A直流电流均衡器。
图2为本发明中220kV-24脉波变压器接线原理。该24脉波变压器接线原理图原边为A、B、C三相高压绕组，副边为四组三相低压绕组，副边低压绕组采用外延三角形结构，各绕组间分别移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，组成等效24脉波电压输出，变压器通过原边分接调档开关实现调压输出，可实现三级电压输出。原边高压绕组分为高压线圈和串联线圈两部分，通过无励磁分接开关调节串联绕组的接入和断开。24脉波变压器线圈绕制方式设计为同心式，由铁心向外依次为低压绕组-高压绕组-高压串联绕组。
图3为本发明中10kV-12脉波整流器模块化阀组单元。其主要由整流管41、散热器42、环氧支撑板43和不锈钢压板44组成，各整流管和散热器安装在环氧支撑板上，两端用环氧管45与不锈钢压板隔开，在通过紧固件牢固压紧，使10kV-12脉波整流器形成模块化阀组单元。环氧管45可采用环氧螺纹管，用螺杆将各整流管和散热器串在一起，再通过环氧螺纹管并紧，两端用不锈钢压板压紧。该结构具有结构简单、维护方便、组装快速等特点，并可有效解决特高压直流融冰装置中绝缘和散热等问题。
Claims (8)
1.一种特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，其特征在于该结构包括脉波变压器（1）、电压均衡器（2）、电压电流回馈调节器（3）、若干脉波整流器（4）、电流均衡器（5），所述脉波变压器的输入端接高压交流电源，对高压交流电降压后其输出端接电压均衡器的输入端，电压均衡器（2）输出端与各脉波整流器的输入端分别相连，各脉波整流器输出端分别与所述电流均衡器的输入端相连，对各脉波整流器输出的直流电进行均流和汇流，电压电流回馈调节器（3）输入端与所述电流均衡器的二次信号输出端相连，所述电压电流回馈调节器将电流均衡器（5）输出的电流二次信号处理后输入给电压均衡器（2），该电压均衡器根据回馈的电流二次信号对其输出的交流电压形成闭环控制。
2.根据权利要求1所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，其特征在于所述脉波变压器采用220kV-24的脉波变压器，脉波整流器采用10kV-12的脉波整流器。
3.根据权利要求1或2所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，其特征在于所述脉波变压器采用两台，分别将220kV高压交流输入降压为10kV交流电压输出，脉波整流器采用四台分别将电压均衡器输出的10kV交流电压整流为12kV直流电压后输到电流均衡器进行均流和汇流。
4.根据权利要求1或2所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构，其特征在于所述脉波变压器副边为四组三相低压绕组，副边低压绕组采用外延三角形结构，各绕组间分别移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，组成等效24脉波电压输出。
5.根据权利要求1或2所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构其特征在于所述各脉波整流器采用脉波整流器模块化阀组单元，该单元主要由整流管（41）、散热器（42）、环氧支撑板（43）和压板（44）组成，各整流管和散热器安装在环氧支撑板上，两端由压板通过紧固件牢固压紧。
6.根据权利要求5所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构其特征在于所述压板采用金属板，各整流管和散热器排放好后两端用环氧管（45）与所述金属板隔开。
7.根据权利要求5所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构其特征在于所述压板采用不锈钢板。
8.根据权利要求6所述的特高压直流融冰装置高压大电流变流系统结构其特征在于所述环氧管采用环氧螺纹管。
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