CN106654984A - 交直流混合融冰系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种交直流混合融冰系统，以实现对长距离、超短距离输电线路的主干线或支线进行全方位融冰。本发明公开的交直流混合融冰系统包括：直流融冰线路和交流融冰线路，以及与直流融冰线路和交流融冰线路中的三绕组变压器、第一隔离装置、整流器、直流电压倍增器、第二隔离装置和第三隔离装置分别连接以进行联动控制的测控保护子系统，该测控保护子系统包括用于根据选择的交直流融冰方式控制、显示并逻辑闭锁第一隔离装置、直流电压倍增器、第二隔离装置和第三隔离装置的工作状态和工作方式，以及根据线路融冰电压、电流需求设置并输出三绕组变压器和整流器的过压、过流、过热保护信号的中央处理器。

Description

交直流混合融冰系统

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，尤其涉及一种交直流混合融冰系统。

背景技术

我国中、南部地区每年冬季均易遭受雨雪冰冻灾害的影响，严重的雨雪冰冻灾害常常引发冰害事故，导致线路受损，影响电网的安全稳定运行和居民正常生产生活用电，对国民经济发展造成巨大损失。针对电网面临的这一难题，各电网公司采取了各种手段进行线路融除冰工作，湖南省电力公司从20世纪70年代开始逐步采用交流融冰方式对35kV、110kV、220kV电压等级输电线路进行三相短路融冰，但由于交流融冰所需容量大、倒闸操作复杂，导致大量的线路无法开展交流融冰。同时，10kV配网线路由于分支线路多，线路长度参差不齐，交流融冰方式难以全面兼顾。21世纪初，直流融冰方式得到发展，并广泛应用，但目前直流融冰主要针对110kV及以上电压等级较长线路的全线融冰，且不能三相导线同时融冰，当线路覆冰厚度超过设计冰厚时，因直流融冰存在极大的安全隐患而被禁止使用。对于10kV、35kV线路，由于实用性和经济性的问题，导致直流融冰装置仅仅针对数个档距线路开展融冰，难以全线兼顾，且融冰档距内的配电变压器必须全部断开。由于很多10kV、35kV线路经过乡野山村，路途不便，局部档距因融冰装置难以到达而无法开展直流融冰，只能人工除冰。因此，开发一种经济性好，具备直流融冰方式操作简便、融冰容量小、可融冰距离长等优势，同时兼顾交流融冰方式短线路融冰效率高、融冰安全性高、有效融冰时间短等特点的输电线路交直流混合融冰装置，显得十分必要。

发明内容

本发明的主要目的在于公开一种交直流混合融冰系统，以实现对长距离、超短距离输电线路的主干线或支线进行全方位融冰。

为实现上述目的，本发明公开的交直流混合融冰系统，包括：

用于对接入的外接三相交流电进行变压变流的三绕组变压器，和设置在所述三绕组变压器与待融冰线路之间的直流融冰线路和交流融冰线路：

所述直流融冰线路，包括依次连接的第一隔离装置、整流器、直流电压倍增器和输出端连接所述待融冰线路并用于实现线路转换及防止反送电的第二隔离装置，所述第一隔离装置输入端与所述三绕组变压器的输出端连接并用于防止反送电；

所述交流融冰线路，包括连接在所述三绕组变压器与待融冰线路之间的第三隔离装置；

所述系统还包括：与所述三绕组变压器、第一隔离装置、整流器、直流电压倍增器、第二隔离装置和第三隔离装置分别连接以进行联动控制的测控保护子系统。且该测控保护子系统包括用于根据选择的交直流融冰方式控制、显示并逻辑闭锁第一隔离装置、直流电压倍增器、第二隔离装置和第三隔离装置的工作状态和工作方式，以及根据线路融冰电压、电流需求设置并输出三绕组变压器和整流器的过压、过流、过热保护信号的中央处理器。

可选的，上述三绕组变压器采用ZSS11-3500/10-5型变压器；上述第一隔离装置采用GW-10-1000型隔离装置；上述整流器采用十二脉波JYXZLG-4.2型整流器；上述直流电压倍增器采用DYBH-25型串并联大功率电压变换器；上述感应电压抑制器采用GYYZ-20型线路感应电压抑制器；上述第二隔离装置选用GW1-25/2000型强逻辑隔离装置；上述第三隔离装置采用GW10-1000-40kA型组合隔离装置；上述测控保护子系统采用TZCK-2型变压器和整流系统一体式可扩展测控保护装置。

本发明具有以下有益效果：

1)、输出交直流电压、电流均深度可调，可以实现不同长度线路的融冰。

2)、可实现线路交流融冰方式和直流融冰方式的任意选择，兼顾线路的融冰方式经济性、高效性和安全性。

3)、该装置操作简单，在测控保护子系统的联动控制下，可确保线路融冰时的人员安全。

4)、针对配网线路融冰时，可以主线、支线全部兼顾，同时减少线路融冰时支线变压器的倒闸操作次数，极大的提高线路融冰可操作性。

5)、解决了线路融冰时单一融冰方式技术装置的局限性，为经济的解决全站线路融冰提高了很好的方法。

下面将参照附图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例公开的交直流混合融冰系统框图。

图例说明：

1、三绕组变压器；2、第一隔离装置；3、整流器；4、直流电压倍增器；5、感应电压抑制器；6、第二隔离装置；7、第三隔离装置；8、测控保护子系统。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明实施例公开了一种交直流混合融冰系统，如图1所示，包括用于对接入的外接三相交流电进行变压变流的三绕组变压器1，和设置在三绕组变压器1与待融冰线路之间的直流融冰线路和交流融冰线路：

直流融冰线路，包括依次连接的第一隔离装置2、整流器3、直流电压倍增器4和输出端连接待融冰线路并用于实现线路转换及防止反送电的第二隔离装置6，第一隔离装置2输入端与三绕组变压器1的输出端连接并用于防止反送电；

交流融冰线路，包括连接在三绕组变压器1与待融冰线路之间的第三隔离装置7；

该系统还包括：与三绕组变压器1、第一隔离装置2、整流器3、直流电压倍增器4、第二隔离装置6和第三隔离装置7分别连接以进行联动控制的测控保护子系统8。

此外，本实施例还包括连接在测控保护子系统8与直流电压倍增器4的输出端之间的用于实现待融冰线路感应电压的抑制和泄流、确保直流电流可靠输出的感应电压抑制器5。

在本实施例中，三绕组变压器1可采用市售(湖南省湘电试研技术有限公司)的ZSS11-3500/10-5型变压器；

第一隔离装置2可采用市售(湖南长高高压开关集团股份有限公司)的GW-10-1000型隔离装置，其额定容量为3.5MVA；

整流器3可采用市售(南京国电南瑞科技股份有限公司)的十二脉波JYXZLG-4.2型整流器，标称电压25kV；

直流电压倍增器4可采用市售(湖南省湘电试研技术有限公)司的DYBH-25型串并联大功率电压变换器；

感应电压抑制器5可采用市售(湖南省湘电试研技术有限公司)的GYYZ-20型线路感应电压抑制器，额定电压为25kV，额定功率为20kw；

第二隔离装置6可选用市售(湖南省湘电试研技术有限公司)的GW1-25/2000型强逻辑隔离装置，工作电压25kV，额定通流能力2000A；

第三隔离装置7可采用市售(长沙高压开关有限公司)生产的GW10-1000-40kA型组合隔离装置；

测控保护子系统8可采用市售(湖南省湘电试研技术有限公司)生产的TZCK-2型变压器和整流系统一体式可扩展测控保护装置。上述装置或者元器件为根据融冰实际情况与所生产的公司共同研制，其现场实际融冰应用效果反应良好。

当开展融冰工作时，系统的具体工作过程如下：

(1)当开展直流融冰时

第三隔离装置7断开待三绕组变压器1与待融冰线路之间的回路，外接三相交流电通过三绕组变压器1接入本发明的输电线路交直流混合融冰装置并变压变流，再通过第一隔离装置2实现交流输出回路隔离，交流回路端不输出电流，三绕组变压器1的输出交流电通过整流器3转换为直流电，然后通过直流电压倍增器4实现输出电压电流的再变换，使其满足线路融冰需求，再通过第二隔离装置6输出直流融冰电压、电流，同时隔离交流输出回路，防止反送电。感应电压抑制器5并联在直流电压倍增器4的输出端，实现待融冰线路感应电压的抑制和泄流，确保直流电流可靠输出。

(2)当开展交流融冰时

外接三相交流电通过三绕组变压器1接入本发明的输电线路交直流混合融冰装置并实现双绕组全容量电压电流转换，第一隔离装置2和第二隔离装置6均切换至交流融冰方式，隔离直流输出回路，防止反送电，三绕组变压器1的电压电流通过第三隔离装置7输出至待融冰线路融冰。

其中，三绕组变压器1在交流融冰模式下可以实现双绕组全容量变换的功能，实现交流输出电压的调整，在直流融冰模式下，可以实现副边固定相角差的六相深度电压变换及输出。第一隔离装置2的作用是实现交流和直流电源回路的隔离，使其只输出交流，或者只输出直流，并实现两种方式物理闭锁。整流器3的作用是实现直流融冰方式下的整流功能，输出低纹波、低谐波含量的直流电压。直流电压倍增器4实现直流输出电压、电流的二次调整，使电压或者电流成倍数变换，满足线路融冰电流需求。感应电压抑制器5实现直流融冰模式下待融冰线路感应电压的泄流和抑制作用，确保整流器3的正常整流输出。第二隔离装置6实现直流融冰方式下正负极直流输出电流向A、B、C三相待融冰线路转换，及交流融冰模式下的直流回路隔离和防止反送电，当第一隔离装置2为交流模式时，第二隔离装置6锁定为交流模式。第三隔离装置7实现交流融冰情况下的电压电流输出至待融冰线路的功能。

本实施例中，测控保护子系统8包括用于根据选择的交直流融冰方式控制、显示并逻辑闭锁第一隔离装置2、直流电压倍增器4、第二隔离装置6和第三隔离装置7的工作状态和工作方式，以及根据线路融冰电压、电流需求设置并输出三绕组变压器1和整流器3的过压、过流、过热保护信号的中央处理器。在上述交流和直流融冰的任一模式下，测控保护子系统8测量并显示三绕组变压器1和直流电压倍增器4的输出融冰电压、电流，同时根据选择的交直流融冰方式控制、显示并逻辑闭锁第一隔离装置2、直流电压倍增器4、第二隔离装置6和第三隔离装置7的工作状态和工作方式，根据线路融冰电压、电流需求设置并输出三绕组变压器1和整流器3的过压、过流、过热保护信号。

本发明实施例公开的交直流混合融冰系统，其具有以下有益效果：

1)、输出交直流电压、电流均深度可调，可以实现不同长度线路的融冰。

2)、可实现线路交流融冰方式和直流融冰方式的任意选择，兼顾线路的融冰方式经济性、高效性和安全性。

3)、该装置操作简单，在测控保护子系统的联动控制下，可确保线路融冰时的人员安全。

4)、针对配网线路融冰时，可以主线、支线全部兼顾，同时减少线路融冰时支线变压器的倒闸操作次数，极大的提高线路融冰可操作性。

5)、解决了线路融冰时单一融冰方式技术装置的局限性，为经济的解决全站线路融冰提高了很好的方法。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种交直流混合融冰系统，其特征在于，包括：

用于对接入的外接三相交流电进行变压变流的三绕组变压器(1)，和设置在所述三绕组变压器(1)与待融冰线路之间的直流融冰线路和交流融冰线路：

所述直流融冰线路，包括依次连接的第一隔离装置(2)、整流器(3)、直流电压倍增器(4)和输出端连接所述待融冰线路并用于实现线路转换及防止反送电的第二隔离装置(6)，所述第一隔离装置(2)输入端与所述三绕组变压器(1)的输出端连接并用于防止反送电；

所述交流融冰线路，包括连接在所述三绕组变压器(1)与待融冰线路之间的第三隔离装置(7)；

所述系统还包括：与所述三绕组变压器(1)、第一隔离装置(2)、整流器(3)、直流电压倍增器(4)、第二隔离装置(6)和第三隔离装置(7)分别连接以进行联动控制的测控保护子系统(8)；

其中，所述测控保护子系统(8)包括用于根据选择的交直流融冰方式控制、显示并逻辑闭锁第一隔离装置(2)、直流电压倍增器(4)、第二隔离装置(6)和第三隔离装置(7)的工作状态和工作方式，以及根据线路融冰电压、电流需求设置并输出三绕组变压器(1)和整流器(3)的过压、过流、过热保护信号的中央处理器。

2.根据权利要求1所述的交直流混合融冰系统，其特征在于，还包括连接在所述测控保护子系统(8)与所述直流电压倍增器(4)的输出端之间的用于实现待融冰线路感应电压的抑制和泄流、确保直流电流可靠输出的感应电压抑制器(5)。