CN106684795A - 一种基于三相桥式全控结构的直流融冰装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于三相桥式全控结构的直流融冰装置，直流融冰装置采用三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG，并通过升压变压器接入交流电网，所述直流融冰装置的融冰采用低压直流进行，通过升压方式接入交流电网进行无功补偿或直流融冰装置包括两个并联的结构相同的直流融冰结构，两个直流融冰结构通过整流变压器接入交流电网；两个直流融冰结构通过直流短路器QF3连接；两个直流融冰结构分别通过直流短路器QF1和QF2与融冰线路连接。本发明提供的技术方案结构简单，可对电网进行无功补偿，工作状态切换灵活，与应急车进行配合使用能够满足偏远地区融冰工作。

Description

一种基于三相桥式全控结构的直流融冰装置

技术领域

本发明涉及一种电力电子领域的直流融冰装置，具体涉及一种基于三相桥式全控结构的直流融冰装置。

背景技术

近年来，冻雨覆冰造成输电设备损坏的情况时有发生，带来的经济损失已成为一个不容忽视的问题。严重的线路覆冰导致多条线路及杆塔损坏，严重影响了电网的安全稳定运行。并且杆塔损坏问题维修费用高，消耗大量的人力以及物力资源，而在雨雪天气进行相应的维修工作，会给维修人员带来极大的挑战，存在巨大的安全隐患问题。

目前，高压直流融冰装置大都采用了级联的拓扑结构，在线路未覆冰情况下可以发挥SVG的调节作用，对电网进行补偿。本装置是基于三相桥式拓扑结构的升压方式，在高压线路覆冰情况下，采用低压直流进行融冰；无功补偿工况下，通过升压变压器接入高压电网，作为可移动式无功补偿装置。与传统装置相比，该结构SVG兼融冰装置结构紧凑、占地面积小、投资金额低，同时具有可移动式的优点，便于在更多地区推广应用。

现有的融冰装置更多的偏向于固定式装置，安装在主网配电站附近，非融冰状态下不对电网进行无功补偿，出现覆冰问题时对线路进行融冰。常规直流融冰装置大都采用了级联的拓扑结构，技术成熟、结构简单，但设备体积大、低负载时产生的无功也大，移动不方便。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种基于三相桥式全控结构的直流融冰装置，所述直流融冰装置结构简单，可对电网进行无功补偿，工作状态切换灵活，与应急车进行配合使用能够满足偏远地区融冰工作。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种直流融冰装置，其改进之处在于，所述直流融冰装置包括经升压变压器接入交流电网的三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG，所述直流融冰装置的融冰采用低压直流进行，通过升压方式接入交流电网进行无功补偿。

进一步地，所述三相桥式全控结构的每相桥式全控结构分别包括反并联有二极管的串联的IGBT器件。

本发明还提供一种直流融冰装置，其改进之处在于，所述直流融冰装置包括两个并联的结构相同的直流融冰结构，两个直流融冰结构通过整流变压器接入交流电网；两个直流融冰结构通过直流短路器QF3连接；两个直流融冰结构分别通过直流短路器QF1和QF2与融冰线路连接。

进一步地，其中的一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3；并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接；

其中的另一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4；并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接。

进一步地，当直流融冰装置处于直流融冰工作模式时，闭合直流短路器QF1、QF2和QF3；闭合带限流电阻的辅助接触器K1和K2，进行带电阻启动；延时10秒后与其并联的另一个直流融冰结构的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开；

当直流融冰装置工作在SVG模式时，将直流侧断路器QF1、QF2和QF3断开；启动时，首先闭合带限流电阻的辅助接触器K1和K2，进行带电阻启动，以减小电容器的充电电流；延时数秒后与其并联的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开，对功率单元进行无功补偿控制。

进一步地，当直流融冰装置进行直流融冰工作时，将三相线路中的两相在直流融冰装置一侧短路后，经汇流母排连接直流融冰装置的输出正极，另一相连接直流融冰装置的输出负极，线路远端三相通过短路线进行短路。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的优异效果是：

1)设备运行稳定性高，三相桥整流电路结构简单，控制器所控的全控器件数量少，控制逻辑简单；

2)可移动式设计，方便与应急车配合随时移动；

3)占地面积小，采用低压升压方式，SVG结构紧凑，占地面积小；

4)投资成本低，采用升压方式SVG，全控器件使用数量远远少于链式结构SVG，可有效降低设备造价。

附图说明

图1是本发明提供的基于三相桥全控结构升压式SVG主电路拓扑结构图；

图2是本发明提供的移动式直流融冰兼SVG装置拓扑图；

图3是本发明提供的直流融冰的一去两回接线方式图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明提供一种基于三相桥全控结构的直流融冰装置，该装置采用三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG，并通过升压变压器接入交流电网，所述直流融冰装置的融冰采用低压直流进行，通过升压方式接入交流电网进行无功补偿。每相桥式全控结构均包括串联的IGBT器件，所述IGBT器件均反并联有二极管。通过模块化设计降低体积以利于实现可移动化，通过升压方式接入电网进行无功补偿作用。其主电路结构如图1所示。

本发明还提供一种移动式直流融冰兼SVG装置，包括两个并联的结构相同的直流融冰结构，两个直流融冰结构通过整流变压器接入交流电网；两个直流融冰结构通过直流短路器QF3连接；两个直流融冰结构分别通过直流短路器QF1和QF2与融冰线路连接。

其中一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3；并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接；

另一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4；并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接。

成套装置采用两个低压SVG装置并联的设计，可以有效的提高装置运行的稳定性，大大减小装置出现故障的几率。而本装置的控制触发脉冲总计12个，控制方式简单，容易实现。利用成熟的SVPWM的底层触发技术，可以很好地使该装置稳定运行，达到预期目的。其主电路结构如图2所示。

当装置处于直流融冰工作模式时，首先闭合直流短路器QF1、QF2和QF3。然后闭合开关K1和K2，进行带电阻启动，以减小电容器的充电电流。延时数秒后与其并联的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开。

当装置工作在SVG模式时，将直流侧断路器QF1、QF2和QF3断开。启动时，首先闭合开关K1和K2，进行带电阻启动，以减小电容器的充电电流。延时数秒后与其并联的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开，对功率单元进行无功补偿控制。

当装置进行融冰工作时，采用了图3中一去两回的接线方式，将三相线路中的两相在融冰装置一侧短路后，经汇流母排接融冰装置输出正极，另一相接负极，线路远端三相通过短路线进行短路。该接线方式可以同时对三条覆冰导线进行融冰，有效地提高了融冰的效率，并且节约了成本，在操作上也不需要进行不必要的开关操作，更为简单可靠。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (6)

1.一种直流融冰装置，其特征在于，所述直流融冰装置包括经升压变压器接入交流电网的三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG，所述直流融冰装置的融冰采用低压直流进行，通过升压方式接入交流电网进行无功补偿。

2.如权利要求1所述的直流融冰装置，其特征在于，所述三相桥式全控结构的每相桥式全控结构分别包括反并联有二极管的串联的IGBT器件。

3.一种直流融冰装置，其特征在于，所述直流融冰装置包括两个并联的结构相同的直流融冰结构，两个直流融冰结构通过整流变压器接入交流电网；两个直流融冰结构通过直流短路器QF3连接；两个直流融冰结构分别通过直流短路器QF1和QF2与融冰线路连接。

4.如权利要求3所述的直流融冰装置，其特征在于，其中的一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3；并联的带限流电阻的辅助接触器K1和主接触器K3与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接；

其中的另一个直流融冰结构包括并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4；并联的带限流电阻的辅助接触器K2和主接触器K4与三相桥式全控结构的静止无功补偿器SVG连接。

5.如权利要求3所述的直流融冰装置，其特征在于，当直流融冰装置处于直流融冰工作模式时，闭合直流短路器QF1、QF2和QF3；闭合带限流电阻的辅助接触器K1和K2，进行带电阻启动；延时10秒后与其并联的另一个直流融冰结构的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开；

当直流融冰装置工作在SVG模式时，将直流侧断路器QF1、QF2和QF3断开；启动时，首先闭合带限流电阻的辅助接触器K1和K2，进行带电阻启动，以减小电容器的充电电流；延时数秒后与其并联的主接触器K3和K4闭合，然后带限流电阻的辅助接触器K1和K2自动断开，对功率单元进行无功补偿控制。

6.如权利要求5所述的直流融冰装置，其特征在于，当直流融冰装置进行直流融冰工作时，将三相线路中的两相在直流融冰装置一侧短路后，经汇流母排连接直流融冰装置的输出正极，另一相连接直流融冰装置的输出负极，线路远端三相通过短路线进行短路。