一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置製造方法
2023-06-01 14:46:21 2
一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置製造方法
【專利摘要】一種基於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櫃（1）、多繞組移相降壓變壓器（2）和變流器櫃（3）組成。輸入高壓開關櫃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櫃。輸入高壓開關櫃是所述裝置與供電網的接口，多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，變流器櫃包含若干個二極體不控整流器單元，每個單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯成高壓輸出；輸出的直流電壓大小可通過改變單元的串連數量，用分合各單元的輸入斷路器進行擋位調節，融冰時，輸出的直流電壓施加在結冰電網上，利用大電流使架空線發熱實現融冰。
【專利說明】一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置
[0001]
【技術領域】
本發涉及一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，屬電網維護【技術領域】。
[0002]
【背景技術】
2008年初發生的低溫雨雪冰凍災害，導致南方電網區域的大部分地區電網設施遭受到嚴重破壞，西電東送也受到嚴重影響。為提高電網對極端氣候、重大自然災害的抵禦能力，南方電網啟動了「直流融冰裝置樣機研製」項目，開啟了國內該領域的先河。隨著環境的惡化，極端惡劣天氣時有發生，研發一種簡單實用又經濟的直流融冰裝置仍很有現實意義。
[0003]由長沙理工大學電氣與信息工程學院研究的不可控12脈波整流的輸電線路直流融冰裝置。採用系統1KV側作為融冰電源，經整流變壓器降壓，再由不可控12脈波整流器整流，輸出直流電流施加於覆冰線路，使其發熱實現線路冰塊的脫落。整流變壓器原邊角接，副邊一個繞組星接，一個繞組角接，星形側和三角形側對應的相位錯開30°。
[0004]傳統的12脈波整流電路，雖然實現了消除諧波，但是不能很好地實現對稱。採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問題，而且調壓方便。
[0005]對於多相整流電路，以m個相位相差π /3m的三相橋式整流電路可以構成6m相整流電路，其網側僅含6m± I次諧波，並且網側輸入電流的各次諧波有效值與其次數成反t匕。相數越多，可以消除的諧波次數就越多，THD也越低，但這是以變壓器的結構和設計更加複雜為代價的。
[0006]對於諧波含量有更高要求的系統來說，24脈波整流電路更有優勢，該融冰裝置可以更好地濾除電網側諧波。
[0007]
【發明內容】
本發明的目的是，根據傳統的12脈波整流電路直流融冰裝置存在的問題，本發明提出一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置。
[0008]本發明的技術方案是，本發明一種基於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櫃、多繞組移相降壓變壓器和變流器櫃組成。輸入高壓開關櫃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櫃。
[0009]所述輸入高壓開關櫃是本發明裝置與供電網的接口，多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，變流器櫃包含若干個二極體不控整流器單元，每個單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯成高壓輸出。直流電壓大小可通過改變單元的串連數量，用分合各單元的輸入斷路器進行擋位調節，融冰時，輸出的直流電壓施加在結冰電網上，利用大電流使架空線發熱的原理實現融冰。
[0010]本發明多繞組移相變壓器通過合理的設置變壓器的移相角，有效地抑制了電網的諧波電流。
[0011]所述變流器櫃每個二極體不控整流器單元經斷路器分別接變壓器次邊一個三相繞組，通過分合斷路器來進行直流電壓的擋位調節，從而調節融冰電流的大小。
[0012]所述多繞組移相降壓變壓器副邊繞組採用移相方式。不可控整流單元Ul接入，與變壓器第I個繞組形成迴路，為6脈波二極體整流；不可控整流單元Ul、U2接入，分別與變壓器第1、第2個繞組連通，為12脈波二極體整流；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個繞組連通，為24脈波二極體整流。
[0013]本發明的有益效果是，本發明系統簡單，整流器均由不可控二極體構成，可承受的電壓和功率較大，通過多個整流橋的並聯實現輸出電壓的調整，操作簡單，安全，融冰範圍大大增加。多繞組移相降壓變壓器在本發明裝置中的合理運用，能高效經濟地濾除電網側諧波含量。本發明操作維護性強，採用單元化的設計，單個整流單元出現故障不影響整個設備的使用；本發明實用性強，滿足客戶不同需求，可對變電站中所有不同電壓等級的線路進行融冰工作。進行融冰時，根據架空線的截面積和長度確定變流器的輸出直流電壓值，從而確定串聯的整流器的數量。
[0014]本發明適用於變電站中不同電壓等級的線路融冰。
[0015]
【專利附圖】
【附圖說明】
圖1為系統王電路拓撲結構圖；
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是輸入高壓開關櫃；2是多繞組移相降壓變壓器TMl ;3是變流器櫃；4是輸入電網；5是架空線；UA1、UB1、UC為二極體。
【具體實施方式】
[0016]本發明的【具體實施方式】如圖1所示。
[0017]本實施例一種基於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櫃1、多繞組移相降壓變壓器2和變流器櫃3組成。輸入高壓開關櫃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櫃3。
[0018]圖1為本實施例的主電路拓撲結構圖。高壓開關櫃I的高壓斷路器QF連接於輸入電網4，利用QF的分合閘可實現設備遠程分/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櫃3的不可控整流單元。單個不可控整流單元，如圖
3所示。通過斷路器，一端連接多繞組移相變壓器2的副邊一個繞組，另一端串連二極體整流，輸出直流電壓DC+，DC-。然後把多個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]本實施例多繞組移相變壓器2是本拓撲結構的核心，如圖2所示。多繞組移相變壓器採用延邊三角形移相的方式，原邊採用角接或星接方式，副邊繞組採用三角形延邊移相方式，第一個繞組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。
【權利要求】
1.一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特徵在於，所述裝置由輸入高壓開關櫃、多繞組移相降壓變壓器和變流器櫃組成；輸入高壓開關櫃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櫃； 所述輸入高壓開關櫃是所述裝置與供電網的接口，所述多繞組移相降壓變壓器用作電壓匹配，所述變流器櫃包含若干個二極體不控整流器單元，每個單元的輸入部分通過斷路器與多繞組降壓變壓器的一個輸出繞組相連，各單元直流輸出部分直接串聯成高壓輸出；輸出的直流電壓大小可通過改變單元的串連數量，用分合各單元的輸入接觸器進行擋位調節，融冰時，輸出的直流電壓施加在結冰電網上，利用大電流使架空線發熱實現融冰。
2.根據權利要求1所述的一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特徵在於，所述變流器櫃每個二極體不控整流器單元經斷路器分別接變壓器次邊一個三相繞組，通過分合斷路器來進行直流電壓的擋位調節，從而調節融冰電流的大小。
3.根據權利要求1所述的一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特徵在於，所述多繞組移相變壓器通過合理的設置變壓器的移相角，有效地抑制了電網的諧波電流； 所述多繞組移相降壓變壓器副邊繞組採用移相方式為:不可控整流單元Ul接入，與變壓器第I個繞組形成迴路，為6脈波二極體整流；不可控整流單元Ul、U2接入，分別與變壓器第1、第2個繞組連通，為12脈波二極體整流；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個繞組連通，為24脈波二極體整流。
4.根據權利要求1所述的一種基於移相變壓器的不可控24脈波整流直流融冰裝置，其特徵在於，所述多繞組移相變壓器採用延邊三角形移相的方式，原邊採用角接或星接方式，副邊繞組採用三角形延邊移相方式，第一個繞組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】H02M7/40GK104078910SQ201410329277
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月11日 優先權日:2014年7月11日
【發明者】孫旻, 周細文, 章輝, 孫麗, 黃慶利 申請人:國家電網公司, 國網江西省電力科學研究院, 江蘇有能新能源有限公司