CN205595658U - 一种不可控直流融冰装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种不可控直流融冰装置，包括整流柜和控制柜，整流柜设置独立散热风道，提升了装置的散热效果，满足大电流等级的要求；提高绝缘效果，以此提高装置的电压等级；通过在控制柜中设置报警系统，对电压、电流、柜内温度等进行检测，为装置安全、可靠运行提供了保障。本实用新型可以应用于高压输电线路的融冰工作，为用户提供高效的融冰设备，满足长距离线路融冰的要求。

Description

一种不可控直流融冰装置

技术领域

本实用新型涉及不可控整流技术领域，特别是涉及输电线路的不可控整流装置，属于工业控制技术领域。

背景技术

2008年初，我国华中、西南、华东地区发生严重的雨雪冰冻灾害，其降雪量之大、冰冻范围之广、持续时间之久为历史罕见。受冰灾影响电网遭受重创，电力设施大面积覆冰，电网供电中断，各电压等级线路出现倒塔、倒杆、断线，多个区域电网与主网解列，多个城市大面积停电，其中导线覆冰是造成输电线路杆塔倒塌，是电力中断的主要原因。

目前国内外除冰方案有机械除冰法和热力融冰法。机械除冰操作繁琐、且容易损伤导线，而实际应用中一般采用热力融冰法。热力融冰法有交流短路融冰法和直流短路融冰法。交流短路融冰法是将线路远端短接形成短路电路，依靠较大的短路电流加热导线使其覆冰融化，输入为交流电，这种方法的主要缺点是需要消耗较大无功功率，融冰效率低。而直流短路融冰方法与交流短路融冰相似，只是输电线路施加直流电。输电线路的直流电阻远小于交流阻抗，直流短路融冰需要的电源容量较小。而直流电源可有两种方法实现：可控整流和不可控整流。可控整流控制复杂、谐波含量较高，需要增加额外的设备进行补偿和滤波。而不可控整流方式设备简单、成本较低，易于使用与维护，因此不可控直流融冰装置是输电线路融冰的首选。

而目前输电线路融冰要求长距离线路融冰，因此要求融冰电源输出电压越来越高，电压等级提高，对设备提出了更高的要求，如绝缘、散热等方面需要重点考虑。电压等级的提高，对整流元件也提出了更高的要求，如220kV输电线路一般要求输入电压达到10kV以上，单个整流元件电压等级无法满足此要求，因此需要多整流元件串联，而多整流元件串联对元件参数一致性要求较高，因此对装置提出了更高的要求。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种不可控直流融冰装置，提高电压等级，满足对长距离线路融冰的要求。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种不可控直流融冰装置，包括整流柜，所述整流柜内设有阻容吸收层、元件阀组层、二次电器层和散热风机层，所述散热风机层包括位于整流柜底部的风机，所述阻容吸收层、元件阀组层和二次电器层位于散热风机层的上部；风机向上吹风带走阻容吸收层、元件阀 组层、二次电器层的热量。

有益效果：与现有技术相比，本实用新型在整流柜里设置风机，通过风机、独立风道、散热器的结合，提高装置的散热效果，从而提高系统工作电流等级；多整流元件串联提高了输出电压；穿墙套管以及聚四氟乙烯绝缘护套的设置起到更好的绝缘效果，进一步提高电压等级；通过报警系统对系统电压、电流、柜内温度等进行检测，保证系统安全、稳定的运行。

附图说明

图1为直流融冰装置整流柜布局图；

图2为直流融冰装置控制柜布局图；

图3为整流元件阀组结构图；

图4为散热风机及风道结构图；

图5为阻容吸收及散热风道结构图；

图6为霍尔电流传感器绝缘结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进一步说明。

一种不可控直流融冰装置，包括整流柜，所述整流柜内设有阻容吸收层1、元件阀组层2、二次电器层3和散热风机层4，所述散热风机层4包括位于整流柜底部的风机，所述阻容吸收层1、元件阀组层2和二次电器层3位于散热风机层4的上部；风机向上吹风带走阻容吸收层1、元件阀组层2、二次电器层3的热量。

所述风机的出风口位于风机上部，所述出风口设置四周封闭风道，所述阻容吸收层1、元件阀组层2和二次电器层3的四周均用绝缘板密封，而所述阻容吸收层1、元件阀组层2和二次电器层3的上侧及下侧均设有通风口使所述阻容吸收层1、元件阀组层2和二次电器层3与所述风机自下而上形成独立风道。

所述散热风机层4、二次电器层3、元件阀组层2、阻容吸收层1自下而上堆叠设置，且阻容吸收层1的上侧设有封闭绝缘板。

所述元件阀组层2包括固定支架21、散热器22和整流元件23，所述散热器22与整流元件23交替放置，所述整流元件23之间相互串联，所述固定支架21用于散热器22和整流元件23的固定与压接。

所述阻容吸收层1包括固定在侧板上的均压电阻11、吸收电阻12和吸收电容13，所述均压电阻11与所述整流元件23并联，所述吸收电阻12和吸收电容13组成吸收回路，用于吸收所述整流元件23的过电压。

所述整流柜设有穿墙套管5的进出线方式；所述整流柜中还包括温度传感器，用于检测柜内温度。

所述二次电器层3包括电源模块、变送器、霍尔电流传感器及继电器，所述继电器用于控制风机的启停，所述变送器用于测量信号的转换与隔离，电源模块用于为霍尔电流传感器提供工作电源。

所述霍尔电流传感器14通过固定夹板16固定在聚四氟乙烯绝缘护套15上，所述聚四氟乙烯护套15表面开槽。

还包括控制柜，所述控制柜包括数据显示层6、报警显示层7、按钮控制层8、电源控制层9和继电器层10，所述数据显示层6用于显示电压和电流，所述报警显示层7用于过压、过流、停风、超温、高湿的报警，所述按钮控制层8包括急停按钮、消除故障显示的复位按钮以及显示柜内温度的温控器，所述电源控制层9包括风机电源和用于控制整流柜和操作柜电源的开关，所述继电器层10用于对故障信号的保持以及对故障信号节点的输出。

所述控制柜与整流柜之间采用柜间电缆连接，柜内连接采用铜排连接。

不可控直流融冰装置包括整流柜和控制柜，为了防止信号间的干扰，两柜之间采用柜间电缆连接，柜内连接采用铜排连接。整流柜包括阻容吸收层1、元件阀组层2、二次电器层3和散热风机层4，散热风机层4包括位于整流柜底部的风机，阻容吸收层1、元件阀组层2和二次电器层3位于散热风机层4的上部，风机向上吹风带走阻容吸收层、元件阀组层、二次电器层的热量。

如图1所示，散热风机4、二次电器层3、元件阀组层2、阻容吸收层1自下而上堆叠设置，且阻容吸收层的上侧设有封闭绝缘板。阻容吸收层1、元件阀组层2、二次电器层3的四周均使用绝缘板密封，上侧和下侧均设有通风口，使阻容吸收层1、元件阀组层2、二次电器层3与风机形成独立风道，保证风从底部进顶部出，通过独立风道将电路整流元件及电阻热量散出，通过顶部及柜门滤网排出柜内热量，以达到良好的散热效果。整流柜进出线采用穿墙套管5接线与绝缘处理，柜内连接采用铜排连接。

二次电器层3放置在散热风机层4的上方，主要包括电源模块、变送器、霍尔电流传感器和继电器，继电器用于控制风机的启停，变送器用于测量信号的转换与隔离，电源模块主要为霍尔电流传感器提供工作电源。

如图2所示，控制柜包括数据显示层6、报警显示层7、按钮控制层8、电源控制层9、继电器层10。控制柜的数据显示层6对整流柜输出电流和电压进行显示，数字电压表和电流表放置于此部分。报警显示层7主要是报警指示灯显示，指示灯为：过压指示、过流指示、停风指示、超温指示和高湿指示。上述5种指示具有故障信号保持功能，如果故障报出后，即使故障消失，信号指示灯一直亮，直至按下复位按钮后，故障显示消除。按钮控制层8有急停按钮和复位按钮，紧急停机和状态复位时使用。按钮之间放置温控器，用于显示当前柜内温度。控制 电源层9放置风机电源和控制电源的开关，用于对控制柜及整流柜的工作电源的控制。继电器层10主要作用是对故障信号的保持以及对故障信号节点的输出。

如图3所示，元件阀组层2水平放置于绝缘底板上，通过下进风上出风进行散热。整流元件阀组采用双面风冷散热，将铝型材散热器22与整流元件23交替放置，各整流元件23之间相互串联，利用固定支架21固定与压接散热器22和整流元件23，保证整流元件23与散热器22可靠接触，减少接触热阻。

如图4所示，风机作为风道的输入点，为了保证良好的散热效果，风机上部出风口设置四周封闭风道。

如图5所示，阻容吸收层1包括均压电阻11、吸收电阻12和吸收电容13组成的阻容吸收回路，均压电阻11和阻容吸收回路放置于元件阀组层2的上方，水平固定在侧板上，四周使用绝缘板密封，保证风从底部进顶部出，将电阻及电容上的热量带出。每一组阀组作为三相整流桥的一个桥臂。同桥臂上的整流元件阀组、均压电阻11、吸收电阻12与吸收电容13放置在一个独立风道内，一方面可达到良好的散热效果，另外也增加了绝缘水平。均压电阻11并联在每个整流元件23的两端，可以保证每个整流元件23两端电压相同；吸收回路用于吸收整流元件23换向过电压。

如图6所示，为了提高装置的绝缘等级并保护相关的设备，霍尔电流传感器14安装于聚四氟乙烯护套15上，一方面可以防止高压对霍尔电流传感器14的损伤，另外一方面可以通过固定夹板16，将霍尔电流传感器14固定在聚四氟乙烯护套15上。聚四氟乙烯护套15表面开槽，以增加绝缘距离，提高绝缘等级。

为了提高整流输出的电压，采用多整流元件串联技术，并将整流元件23串联压接于铝型材散热器22上。整流柜采用风冷散热技术，采用“风机+铝型材散热器+独立风道”的散热模式，提高装置的散热效果，满足高电压等级的散热要求。柜内设有温度测量与显示回路，通过柜内布局测温传感器，并通过温控器显示当前柜内温度，设置温控器上限报警温度阈值，当柜内温度超过报警值时，发出超温报警信号。

由于线路融冰对电源电压需求较高，本发明装置设计全方面采用高压绝缘技术，进出线采用穿墙套管5，电流测量回路安装聚四氟乙烯绝缘护套15，柜内预留足够的绝缘距离，保证装置耐压等级在35kV及以上。

本实用新型的融冰装置配置全面的保护和精确测量显示回路。装置采用霍尔电流传感器14采集整流输出电流信号，并经过变送器进行变换与隔离，使用数字电流表显示电流值，设置数字电流表上限报警过流阈值，当输出电流超过报警值时，发出过流报警信号。装置采用分压电阻回路采集整流输出电压信号，并经过变送器进行变换与隔离，使用数字电压表显示电压值，设置数字电压表上限报 警过流阈值，当输出电压超过报警值时，发出过压报警信号。另外装置具有故障信号保持与复位功能，方便用户进行故障定位与检修。

Claims (10)

1.一种不可控直流融冰装置，其特征在于，包括整流柜，所述整流柜内设有阻容吸收层、元件阀组层、二次电器层和散热风机层，所述散热风机层包括位于整流柜底部的风机，所述阻容吸收层、元件阀组层和二次电器层位于散热风机层的上部；风机向上吹风带走阻容吸收层、元件阀组层、二次电器层的热量。

2.根据权利要求1所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述风机的出风口位于风机上部，所述出风口设置四周封闭风道，所述阻容吸收层、元件阀组层和二次电器层的四周均用绝缘板密封，而所述阻容吸收层、元件阀组层和二次电器层的上侧及下侧均设有通风口使所述阻容吸收层、元件阀组层和二次电器层与所述风机自下而上形成独立风道。

3.根据权利要求1或2所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述散热风机层、二次电器层、元件阀组层、阻容吸收层自下而上堆叠设置，且阻容吸收层的上侧设有封闭绝缘板。

4.根据权利要求1或2所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述元件阀组层包括固定支架、散热器和整流元件，所述散热器与整流元件交替放置，所述整流元件之间相互串联，所述固定支架用于散热器和整流元件的固定与压接。

5.根据权利要求4所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述阻容吸收层包括固定在侧板上的均压电阻、吸收电阻和吸收电容，所述均压电阻与所述整流元件并联，所述吸收电阻和吸收电容组成吸收回路，用于吸收所述整流元件的过电压。

6.根据权利要求1或2所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述整流柜设有穿墙套管的进出线方式；所述整流柜中还包括温度传感器，用于检测柜内温度。

7.根据权利要求1或2所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述二次电器层包括电源模块、变送器、霍尔电流传感器及继电器，所述继电器用于控制风机的启停，所述变送器用于测量信号的转换与隔离，电源模块用于为霍尔电流传感器提供工作电源。

8.根据权利要求7所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述霍尔电流传感器通过固定夹板固定在聚四氟乙烯绝缘护套上，所述聚四氟乙烯护套表面开槽。

9.根据权利要求1或2所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，还包括控制柜，所述控制柜包括数据显示层、报警显示层、按钮控制层、电源控制层和继电器层，所述数据显示层用于显示电压和电流，所述报警显示层用于过压、过流、停风、超温、高湿的报警，所述按钮控制层包括急停按钮、消除故障显示的复位按钮以及显示柜内温度的温控器，所述电源控制层包括风机电源和用于控制整流柜和操作柜电源的开关，所述继电器层用于对故障信号的保持以及对故障信号节点的输出。

10.根据权利要求9所述的不可控直流融冰装置，其特征在于，所述控制柜与整流柜之间采用柜间电缆连接，柜内连接采用铜排连接。