一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置制造方法
【專利摘要】一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，所述裝置由輸入高壓開關(guān)柜（1）、多繞組移相降壓變壓器（2）和變流器柜（3）組成。輸入高壓開關(guān)柜的輸出端連接多繞組移相降壓變壓器的輸入端；多繞組移相降壓變壓器的輸出端連接變流器柜。輸入高壓開關(guān)柜是所述裝置與供電網(wǎng)的接口，多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，變流器柜包含若干個(gè)二極管不控整流器單元，每個(gè)單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個(gè)輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯(lián)成高壓輸出；輸出的直流電壓大小可通過改變單元的串連數(shù)量，用分合各單元的輸入斷路器進(jìn)行擋位調(diào)節(jié)，融冰時(shí)，輸出的直流電壓施加在結(jié)冰電網(wǎng)上，利用大電流使架空線發(fā)熱實(shí)現(xiàn)融冰。
【專利說明】一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置
[0001]

【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)涉及一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，屬電網(wǎng)維護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】。
[0002]

【背景技術(shù)】
2008年初發(fā)生的低溫雨雪冰凍災(zāi)害，導(dǎo)致南方電網(wǎng)區(qū)域的大部分地區(qū)電網(wǎng)設(shè)施遭受到嚴(yán)重破壞，西電東送也受到嚴(yán)重影響。為提高電網(wǎng)對極端氣候、重大自然災(zāi)害的抵御能力，南方電網(wǎng)啟動(dòng)了“直流融冰裝置樣機(jī)研制”項(xiàng)目，開啟了國內(nèi)該領(lǐng)域的先河。隨著環(huán)境的惡化，極端惡劣天氣時(shí)有發(fā)生，研發(fā)一種簡單實(shí)用又經(jīng)濟(jì)的直流融冰裝置仍很有現(xiàn)實(shí)意義。
[0003]由長沙理工大學(xué)電氣與信息工程學(xué)院研究的不可控12脈波整流的輸電線路直流融冰裝置。采用系統(tǒng)1KV側(cè)作為融冰電源，經(jīng)整流變壓器降壓，再由不可控12脈波整流器整流，輸出直流電流施加于覆冰線路，使其發(fā)熱實(shí)現(xiàn)線路冰塊的脫落。整流變壓器原邊角接，副邊一個(gè)繞組星接，一個(gè)繞組角接，星形側(cè)和三角形側(cè)對應(yīng)的相位錯(cuò)開30°。
[0004]傳統(tǒng)的12脈波整流電路，雖然實(shí)現(xiàn)了消除諧波，但是不能很好地實(shí)現(xiàn)對稱。采用三角形延長移相變壓器的多相整流電路，則較好地解決了這個(gè)問題，而且調(diào)壓方便。
[0005]對于多相整流電路，以m個(gè)相位相差π /3m的三相橋式整流電路可以構(gòu)成6m相整流電路，其網(wǎng)側(cè)僅含6m± I次諧波，并且網(wǎng)側(cè)輸入電流的各次諧波有效值與其次數(shù)成反t匕。相數(shù)越多，可以消除的諧波次數(shù)就越多，THD也越低，但這是以變壓器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)更加復(fù)雜為代價(jià)的。
[0006]對于諧波含量有更高要求的系統(tǒng)來說，24脈波整流電路更有優(yōu)勢，該融冰裝置可以更好地濾除電網(wǎng)側(cè)諧波。
[0007]


【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是，根據(jù)傳統(tǒng)的12脈波整流電路直流融冰裝置存在的問題，本發(fā)明提出一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是，本發(fā)明一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置由輸入高壓開關(guān)柜、多繞組移相降壓變壓器和變流器柜組成。輸入高壓開關(guān)柜的輸出端連接多繞組移相降壓變壓器的輸入端；多繞組移相降壓變壓器的輸出端連接變流器柜。
[0009]所述輸入高壓開關(guān)柜是本發(fā)明裝置與供電網(wǎng)的接口，多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，變流器柜包含若干個(gè)二極管不控整流器單元，每個(gè)單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個(gè)輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯(lián)成高壓輸出。直流電壓大小可通過改變單元的串連數(shù)量，用分合各單元的輸入斷路器進(jìn)行擋位調(diào)節(jié)，融冰時(shí)，輸出的直流電壓施加在結(jié)冰電網(wǎng)上，利用大電流使架空線發(fā)熱的原理實(shí)現(xiàn)融冰。
[0010]本發(fā)明多繞組移相變壓器通過合理的設(shè)置變壓器的移相角，有效地抑制了電網(wǎng)的諧波電流。
[0011]所述變流器柜每個(gè)二極管不控整流器單元經(jīng)斷路器分別接變壓器次邊一個(gè)三相繞組，通過分合斷路器來進(jìn)行直流電壓的擋位調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)融冰電流的大小。
[0012]所述多繞組移相降壓變壓器副邊繞組采用移相方式。不可控整流單元Ul接入，與變壓器第I個(gè)繞組形成回路，為6脈波二極管整流；不可控整流單元Ul、U2接入，分別與變壓器第1、第2個(gè)繞組連通，為12脈波二極管整流；不可控整流單元U1、U2、U3接入，分別與變壓器第1、第2、第3個(gè)繞組連通，濾波效果可比12脈波整流效果好些；不可控整流單元Ul，U2，U3，U4接入，分別與變壓器第1、第2、第3、第4個(gè)繞組連通，為24脈波二極管整流。
[0013]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明系統(tǒng)簡單，整流器均由不可控二極管構(gòu)成，可承受的電壓和功率較大，通過多個(gè)整流橋的并聯(lián)實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整，操作簡單，安全，融冰范圍大大增加。多繞組移相降壓變壓器在本發(fā)明裝置中的合理運(yùn)用，能高效經(jīng)濟(jì)地濾除電網(wǎng)側(cè)諧波含量。本發(fā)明操作維護(hù)性強(qiáng)，采用單元化的設(shè)計(jì)，單個(gè)整流單元出現(xiàn)故障不影響整個(gè)設(shè)備的使用；本發(fā)明實(shí)用性強(qiáng)，滿足客戶不同需求，可對變電站中所有不同電壓等級(jí)的線路進(jìn)行融冰工作。進(jìn)行融冰時(shí)，根據(jù)架空線的截面積和長度確定變流器的輸出直流電壓值，從而確定串聯(lián)的整流器的數(shù)量。
[0014]本發(fā)明適用于變電站中不同電壓等級(jí)的線路融冰。
[0015]

【專利附圖】

【附圖說明】
圖1為系統(tǒng)王電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
圖2為多繞組移相降壓變壓器原理圖；
圖3為不可控整流單元(Ul)電路圖；
其中，I是輸入高壓開關(guān)柜；2是多繞組移相降壓變壓器TMl ;3是變流器柜；4是輸入電網(wǎng)；5是架空線；UA1、UB1、UC為二極管。

【具體實(shí)施方式】
[0016]本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】如圖1所示。
[0017]本實(shí)施例一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置由輸入高壓開關(guān)柜1、多繞組移相降壓變壓器2和變流器柜3組成。輸入高壓開關(guān)柜I的輸出端連接多繞組移相降壓變壓器2的輸入端；多繞組移相降壓變壓器2的輸出端連接變流器柜3。
[0018]圖1為本實(shí)施例的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。高壓開關(guān)柜I的高壓斷路器QF連接于輸入電網(wǎng)4，利用QF的分合閘可實(shí)現(xiàn)設(shè)備遠(yuǎn)程分/合閘。QF的輸出接多繞組移相降壓變壓器2的原邊；多繞組移相降壓變壓器2作電壓匹配用，將輸入的高壓降到低壓，多繞組移相降壓變壓器2的二次繞組輸出接變流器柜3的不可控整流單元。單個(gè)不可控整流單元，如圖
3所示。通過斷路器，一端連接多繞組移相變壓器2的副邊一個(gè)繞組，另一端串連二極管整流，輸出直流電壓DC+，DC-。然后把多個(gè)不控整流單元的輸出電壓一一串連起來，最終的輸出直流電壓即為加在架空線的電壓。
[0019]本實(shí)施例多繞組移相變壓器2是本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的核心，如圖2所示。多繞組移相變壓器采用延邊三角形移相的方式，原邊采用角接或星接方式，副邊繞組采用三角形延邊移相方式，第一個(gè)繞組0°，第二繞組移相30°，第三繞組移相15°，第4繞組移相45° ?’第5，6，7，8繞組與第1，2，3，4繞組移相方式相同，以此類推。
【權(quán)利要求】
1.一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特征在于，所述裝置由輸入高壓開關(guān)柜、多繞組移相降壓變壓器和變流器柜組成；輸入高壓開關(guān)柜的輸出端連接多繞組移相降壓變壓器的輸入端；多繞組移相降壓變壓器的輸出端連接變流器柜； 所述輸入高壓開關(guān)柜是所述裝置與供電網(wǎng)的接口，所述多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，所述變流器柜包含若干個(gè)二極管不控整流器單元，每個(gè)單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個(gè)輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯(lián)成高壓輸出；輸出的直流電壓大小可通過改變單元的串連數(shù)量，用分合各單元的輸入接觸器進(jìn)行擋位調(diào)節(jié)，融冰時(shí)，輸出的直流電壓施加在結(jié)冰電網(wǎng)上，利用大電流使架空線發(fā)熱實(shí)現(xiàn)融冰。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特征在于，所述變流器柜每個(gè)二極管不控整流器單元經(jīng)斷路器分別接變壓器次邊一個(gè)三相繞組，通過分合斷路器來進(jìn)行直流電壓的擋位調(diào)節(jié)，從而調(diào)節(jié)融冰電流的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特征在于，所述多繞組移相變壓器通過合理的設(shè)置變壓器的移相角，有效地抑制了電網(wǎng)的諧波電流； 所述多繞組移相降壓變壓器副邊繞組采用移相方式為:不可控整流單元Ul接入，與變壓器第I個(gè)繞組形成回路，為6脈波二極管整流；不可控整流單元Ul、U2接入，分別與變壓器第1、第2個(gè)繞組連通，為12脈波二極管整流；不可控整流單元Ul、U2、U3接入，分別與變壓器第1、第2、第3個(gè)繞組連通，濾波效果可比12脈波整流效果好些；不可控整流單元Ul，U2，U3，U4接入，分別與變壓器第1、第2、第3、第4個(gè)繞組連通，為24脈波二極管整流。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特征在于，所述多繞組移相變壓器采用延邊三角形移相的方式，原邊采用角接或星接方式，副邊繞組采用三角形延邊移相方式，第一個(gè)繞組O。，第二繞組移相30°，第三繞組移相15°，第4繞組移相45° ;第5，6，7，8繞組與第1，2，3，4繞組移相方式相同，以此類推。
【文檔編號(hào)】H02M7/40GK104078910SQ201410329277
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】孫旻, 周細(xì)文, 章輝, 孫麗, 黃慶利 申請人:國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)江西省電力科學(xué)研究院, 江蘇有能新能源有限公司