專利名稱：一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置及實(shí)現(xiàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力電子半導(dǎo)體器件晶閘管應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置及實(shí)現(xiàn)方法。
背景技術(shù)：
2008年初，中國(guó)南方地區(qū)發(fā)生了大規(guī)模的嚴(yán)重雨雪冰凍災(zāi)害天氣，導(dǎo)致電力設(shè)施遭到嚴(yán)重?fù)p壞，給電網(wǎng)造成巨大的損失，局部地區(qū)電網(wǎng)甚至遭受到毀滅性打擊。經(jīng)研究表明，直流融冰技術(shù)是一種可實(shí)現(xiàn)大電流，長(zhǎng)線路融冰的有效方法。但由于冰災(zāi)發(fā)生的時(shí)間和頻度都較小，若直流融冰設(shè)備僅能夠作為融冰裝置使用，其經(jīng)濟(jì)性較差。靜止無功補(bǔ)償 (SVC)兼直流融冰裝置，可以通過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)重組，兼顧靜態(tài)無功補(bǔ)償和直流融冰功能。常規(guī)SVC兼直流融冰裝置為實(shí)現(xiàn)不同的功能需要包括換流變壓器或?qū)Ｓ玫膿Q相電抗器和相控電抗器，導(dǎo)致投資大，經(jīng)濟(jì)性差。在某些出線長(zhǎng)度變化不大的變電站內(nèi)，可以通過合理的設(shè)計(jì)電抗器的參數(shù)，使該電抗器在SVC方式下作為相控電抗器使用，在直流融冰方式下作為換相電抗器使用，這樣就可以不加入換流變壓器，大大減少了 SVC兼直流融冰裝置的投資。使用可移動(dòng)SVC兼直流融冰裝置可以滿足不同站內(nèi)無功及融冰需求，經(jīng)濟(jì)性更好。但由于空心電抗器體積較大且漏磁大，造成裝置整體移動(dòng)困難。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置及實(shí)現(xiàn)方法，具有可移動(dòng)性，并且在直流融冰功能和靜止無功補(bǔ)償SVC功能之間進(jìn)行切換，解決大電流、高電壓、大容量直流融冰裝置問題和系統(tǒng)無功補(bǔ)償問題。本發(fā)明提供的一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置，其改進(jìn)之處在于，所述裝置的一次側(cè)包括晶閘管換流器、鐵芯電抗器、隔離開關(guān)(GZl、GZ2、GZ3、Gsl、Gsa、GSb、GSC) 和避雷器；其中所述晶閘管換流器兼做晶閘管控制電抗器型TCR閥組；所述鐵芯電抗器作為換相電抗器或作為晶閘管控制電抗器型TCR的相控電抗器；所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器都是可拆分結(jié)構(gòu)，通過在所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器之間設(shè)置隔離開關(guān)，操作線路刀閘，對(duì)所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器進(jìn)行拆分重組，從而構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本發(fā)明提供的第一優(yōu)選方案的裝置，其改進(jìn)之處在于，在所述晶間管換流器整流后的直流輸出端的正極和地之間設(shè)置避雷器A2 ；在所述晶閘管換流器整流后的直流輸出端的負(fù)極和地之間設(shè)置避雷器A3 ；在所述晶閘管換流器整流后的直流輸出端的正極和負(fù)極之間設(shè)置避雷器Al。本發(fā)明提供的第二優(yōu)選方案的裝置，其改進(jìn)之處在于，在交流電網(wǎng)和直流輸出端均設(shè)置濾波器。本發(fā)明提供的第三優(yōu)選方案的裝置，其改進(jìn)之處在于，所述鐵芯電抗器為三相一體式鐵芯電抗器。
本發(fā)明提供的較優(yōu)選方案的裝置，其改進(jìn)之處在于，所述濾波器、晶間管換流器、 鐵芯電抗器、隔離開關(guān)和避雷器安裝在集裝箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)所述裝置的整體可移動(dòng)。本發(fā)明基于另一目的提供的一種基于上述裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其改進(jìn)之處在于，所述隔離開關(guān)fel、fe2、(iZ3、(;Sl、(;sa、GSb和Gsc均斷開的情況下，所述實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟(1)閉合隔離開關(guān)fel、(iz2、(;z3，隔離開關(guān)Gsl、Gsa、Gsb、Gsc保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)；裝置處于直流融冰運(yùn)行模式；(2)斷開隔離開關(guān)(^1、(^2、(^3，閉合隔離開關(guān)(^1、(^3、(^13、(^(3，裝置處于靜止無功補(bǔ)償運(yùn)行模式。與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明的有益效果為1.晶閘管整流器兼做晶閘管控制電抗器型TCR閥組，一套三相一體式鐵芯電抗器在SVC方式下作為相控電抗器使用，在直流融冰方式下作為換相電抗器使用，無需加入整流變壓器或?qū)Ｓ玫膿Q相電抗器，大大提高了設(shè)備的使用率，節(jié)省設(shè)備投資及移動(dòng)式直流融冰裝置的安裝空間。2.靜止無功補(bǔ)償(SVC)兼直流融冰裝置使用三相一體式鐵芯式電抗器，克服了空心電抗器漏磁大，不利于環(huán)保；體積大，不適合移動(dòng)的缺點(diǎn)。通過合理的布置，將晶間管整流器、水冷設(shè)備、控制系統(tǒng)、電抗器、交流濾波器以及隔離開關(guān)、氧化鋅避雷器集中安裝與集裝箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)裝置的整體可移動(dòng)。3.整套移動(dòng)式直流融冰兼SVC裝置簡(jiǎn)單、可靠、緊湊，可實(shí)現(xiàn)全部移動(dòng)，且各集裝箱在移動(dòng)時(shí)不需要拆卸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整箱移動(dòng)。4.該移動(dòng)式直流融冰兼SVC裝置的所有電抗器均采用鐵芯電抗器，體積小，可安裝于集裝箱內(nèi)，移動(dòng)方便快捷。5.可以根據(jù)需要移動(dòng)至需要融冰的變電站，對(duì)覆冰線路進(jìn)行融冰。6.可以根據(jù)需要移動(dòng)至需要SVC裝置的變電站，發(fā)揮靜止無功補(bǔ)償作用。7.無需采用換流變壓器，節(jié)省投資，減少損耗，降低噪音，且大大減少換流變后期運(yùn)行維護(hù)工作量。8.本裝置實(shí)現(xiàn)其在直流融冰功能和靜止無功補(bǔ)償SVC功能之間進(jìn)行切換，解決大電流、高電壓、大容量直流融冰裝置問題和系統(tǒng)無功補(bǔ)償問題。


圖1為本發(fā)明提供的靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置的電路圖。圖2為本發(fā)明提供的重構(gòu)靜止無功補(bǔ)償(SVC)模式的電路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。如圖1所示，本實(shí)施例的裝置的一次側(cè)包括晶閘管換流器、鐵芯電抗器、隔離開關(guān)和避雷器；其中晶閘管換流器兼做晶閘管控制電抗器型TCR閥組，鐵芯電抗器可以在直流融冰模式下作為換相電抗器，在靜止無功補(bǔ)償工作模式下作為晶閘管控制電抗器型TCR的相控電抗器，并且晶閘管換流器和鐵芯電抗器都是可拆分結(jié)構(gòu)，通過在各個(gè)可拆分結(jié)構(gòu)之間設(shè)置隔離開關(guān)，順序操作線路刀閘，對(duì)晶閘管換流器和鐵芯電抗器進(jìn)行拆分重組，從而構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。其中，鐵芯電抗器為三相一體式鐵芯電抗器；避雷器為氧化鋅避雷器。為了保護(hù)裝置在晶閘管換流器整流后直流輸出端的正極和地之間設(shè)置避雷器A2 ； 在所述晶閘管換流器整流后直流輸出端的負(fù)極和地之間設(shè)置避雷器A3;在所述晶閘管換流器整流后直流輸出端的正極和負(fù)極之間設(shè)置避雷器Al。為了減小電壓，在所述晶閘管換流器整流后直流輸出端的正極和負(fù)極之間設(shè)置電壓互感器(DPT1、DPT2)，且所述電壓互感器(DPT1、DPT2)之間的連線接地。為了減少或消除諧波，在交流電網(wǎng)和直流輸出端均設(shè)置濾波器。本實(shí)施例的裝置均安裝在集裝箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)所述裝置的整體可移動(dòng)。如圖1所示，閉合隔離開關(guān)GzUGz2和Gz3,斷開隔離開關(guān)Gsl、Gsa、Gsb和Gsc保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)，裝置處于直流融冰運(yùn)行模式。mda和Bk2a、Bklb和Bk2b、Bklc和他2(3相控電抗器兩兩并聯(lián)作為換相電抗器。三相交流電壓a、b和c三相輸出正向電壓和反向電壓。正向電壓經(jīng)過相控電抗器Bkla、Bk2a、Bklb、Bk2b、Bklc和Bk2c后從晶閘管換流器的閥V1、V3和V5輸出，再經(jīng)隔離開關(guān)Gz3輸出(圖1中的+極)。同理，反向電壓經(jīng)過閥V2、 V4、V6和隔離開關(guān)Gz2從負(fù)極(圖1中的-極)輸出。作為直流融冰模式運(yùn)行的主要換流設(shè)備，直流輸出的正負(fù)極間連接需融冰的線路，為覆冰線路提供直流融冰電流。斷開隔離開關(guān)fel、(}Z2和(iz3，閉合隔離開關(guān)(^sl、(isa、Gsb和(isc，裝置處于靜止無功補(bǔ)償運(yùn)行模式。此時(shí)mda和Bk2a、Bklb和Bk2b、Bklc和mi2c每?jī)蓚€(gè)電抗器分別串聯(lián)在晶閘管的兩側(cè)，構(gòu)成晶閘管控制電抗器型TCR相控電抗器。這樣六只電抗器接入靜止無功補(bǔ)償SVC交流系統(tǒng)電壓A、B和C三相及閥，構(gòu)成晶閘管控制電抗器TCR結(jié)構(gòu)，每個(gè)閥體 (VI和V4構(gòu)成一個(gè)閥體；V2和V5構(gòu)成一個(gè)閥體；V3和V6構(gòu)成一個(gè)閥體)兩側(cè)分別串聯(lián)兩只電抗器，三相接成角形，如圖2所示?？赏ㄟ^改變晶閘管不同的導(dǎo)通角來調(diào)節(jié)靜止無功補(bǔ)償SVC的容量輸出以滿足系統(tǒng)調(diào)壓和穩(wěn)定控制的需要。最后應(yīng)該說明的是結(jié)合上述實(shí)施例僅說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對(duì)其限制。所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解到本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行修改或者等同替換，但這些修改或變更均在申請(qǐng)待批的權(quán)利要求保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
1.一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置，其特征在于，所述裝置的一次側(cè)包括晶閘管換流器、鐵芯電抗器、隔離開關(guān)tezl、Gz2, Gz3, GsU Gsa, Gsb, Gsc)和避雷器；其中所述晶閘管換流器兼做晶閘管控制電抗器型TCR閥組；所述鐵芯電抗器作為換相電抗器或作為晶閘管控制電抗器型TCR的相控電抗器；所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器都是可拆分結(jié)構(gòu)，通過在所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器之間設(shè)置隔離開關(guān)，操作線路刀閘，對(duì)所述晶閘管換流器和所述鐵芯電抗器進(jìn)行拆分重組，從而構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在所述晶間管換流器整流后的直流輸出端的正極和地之間設(shè)置避雷器A2;在所述晶閘管換流器整流后的直流輸出端的負(fù)極和地之間設(shè)置避雷器A3;在所述晶閘管換流器整流后的直流輸出端的正極和負(fù)極之間設(shè)置避雷器Al。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，在交流電網(wǎng)和直流輸出端均設(shè)置濾波器。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述鐵芯電抗器為三相一體式鐵芯電抗器。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述濾波器、晶閘管換流器、鐵芯電抗器、隔離開關(guān)和避雷器安裝在集裝箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)所述裝置的整體可移動(dòng)。
6.一種基于權(quán)利要求1所述裝置的實(shí)現(xiàn)方法，其特征在于，所述隔離開關(guān)(fel、fe2、 Gz3, GsU Gsa, Gsb, Gsc)均斷開的情況下，所述實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟(1)閉合隔離開關(guān)(Gzl、Gz2、Gz3)，隔離開關(guān)((isljsajsbjsc)保持?jǐn)嚅_的狀態(tài)，所述裝置處于直流融冰運(yùn)行模式；(2)斷開隔離開關(guān)(Gzl、Gz2、Gz3)，閉合隔離開關(guān)(Gsl、Gsa、Gsb、GSC)，所述裝置處于靜止無功補(bǔ)償運(yùn)行模式。
全文摘要
本發(fā)明為一種可移動(dòng)靜止無功補(bǔ)償兼直流融冰裝置及實(shí)現(xiàn)方法，一次設(shè)備主要包括晶閘管換流器、鐵芯電抗器、隔離開關(guān)和避雷器。通過刀閘操作，構(gòu)成不同的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)其在直流融冰功能和靜止無功補(bǔ)償SVC功能之間進(jìn)行切換，解決大電流、高電壓、大容量直流融冰裝置問題和系統(tǒng)無功補(bǔ)償問題。本發(fā)明裝置簡(jiǎn)單、可靠、緊湊，可實(shí)現(xiàn)全部移動(dòng)，且各集裝箱在移動(dòng)時(shí)不需要拆卸設(shè)備，實(shí)現(xiàn)整箱移動(dòng)，而且本發(fā)明無需采用換流變壓器，節(jié)省投資，減少損耗，降低噪音，且大大減少換流變后期運(yùn)行維護(hù)工作量。
文檔編號(hào)H02J3/18GK102368614SQ201110281069
公開日2012年3月7日 申請(qǐng)日期2011年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月21日
發(fā)明者張曉薇, 徐桂芝, 李長(zhǎng)宇, 段昊, 賈跟卯, 黃小梅 申請(qǐng)人:中國(guó)電力科學(xué)研究院, 中電普瑞科技有限公司