移動式串聯直流融冰裝置的製作方法
2023-05-22 13:06:46
專利名稱：移動式串聯直流融冰裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於電氣工程技術領域，其涉及一種融冰裝置，尤其是一種移動式直流融冰裝置，該裝置用於對覆冰後的交流高壓輸電線路進行直流高電壓大電流融冰處理， 以避免輸電線路覆冰後發生斷線甚至倒塔事故。
背景技術：
低溫雨雪冰凍天氣引起的輸電線路覆冰是眾多國家電力系統所面臨的嚴重威脅之一，嚴重的覆冰會引起電網斷線、倒塔，導致大面積停電事故。1998年北美冰風暴給美加電網帶來了嚴重影響，造成了範圍廣闊的電力中斷。2008年，中國南方的冰凍天氣也導致輸電線路大面積、長時間停運，給國民經濟和人民生活造成巨大損失。因而，在輸電線路形成覆冰的時候，及時地對其進行融冰處理是十分重要的。目前，所採用的除冰裝置往往是採用交流短路法設計的融冰裝置，這種裝置需要施加線路串聯匹配、負荷轉移以及大量的現場倒閘操作，不易於在電網上全面而有效的應用。近年來，已經出現採用直流法對輸電線路進行融冰處理。其中，中國實用新型專利文獻CN201230188Y(專利文獻1)公開了一種用於輸電線路的移動式直流融冰裝置，該裝置採用20英尺車載貨櫃大小的可控直流電源對輸電線路進行融冰，顯然其非常笨重，造價很高且運輸困難，農村小型變電站及山區根本無法使用。而中國實用新型專利文獻CN201430400Y(專利文獻2)具體公開了一種車載移動式直流融冰裝置，其車載箱體由擋板間隔成高壓設備室和低壓設備室，其內分別設置有控制櫃和散熱裝置、整流器和隔離開關，雖然其進一步改善了車載直流融冰裝置的布局，但是其結構及操作仍舊很複雜，且成本較高，也無法方便地廣泛使用。該專利文獻1和2通過參考全部合併於此。此外，中國實用新型專利文獻CN201234104Y (專利文獻3)及CN201750113U (專利文獻4)公開了一種移動式輸電線路直流融冰裝置，其包括串聯阻抗和三相橋式不可控整流器串聯組成，該裝置由串聯阻抗接入電網，將三相交流電源轉換成直流電流加在輸電線路上，利用導線通電後發熱將覆冰熔化，但是該裝置的整流器不可控，無法避免過流問題， 且融冰裝置電壓相對較低，融冰效果較為不理想。該專利文獻3和4通過參考全部合併於此。此外，發明專利文獻CN101546896A (專利文獻5)公開了一種融冰的方法及其使用的裝置，其通過改變二極體整流橋的級聯方式，或者調整前級變壓器的分壓抽頭來實現直流融冰。但是這種融冰方法及其裝置僅僅是對於已有整流橋的級聯，且分別採用多輛車進行拆分裝載實現可移動，並不便於運輸，且不能有效避免過流。該專利文獻5通過參考全部內容合併於此。
實用新型內容本實用新型的一個目的是提供一種結構簡單、便於移動且高電壓大電流的移動式直流融冰裝置。為實現該目的，本實用新型提供了一種移動式串聯直流融冰裝置，其包括第一電力變壓器、第二電力變壓器、第三電力變壓器、第四電力變壓器、第一整流器、第二整流器、 第三整流器及第四整流器；第一整流器包括第一整流模塊、第一電容及第一單相可控矽， 第二整流器包括第二整流模塊、第二電容及第二單相可控矽，第三整流器包括第三整流模塊、第三電容及第三單相可控矽，第四整流器包括第四整流模塊、第四電容及第四單相可控矽；第一電力變壓器的高壓繞組、第二電力變壓器的高壓繞組、第三電力變壓器的高壓繞組及第四電力變壓器的高壓繞組均連接到高壓交流電源的三相上，第一電力變壓器的低壓繞組、第二電力變壓器的低壓繞組、第三電力變壓器的低壓繞組及第四電力變壓器的低壓繞組分別連接到第一整流模塊的三相、第二整流模塊的三相、第三整流模塊的三相及第四整流模塊的三相；第一電容連接在第一整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第二電容連接在第二整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第三電容連接在第三整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第四電容連接在第四整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間；第一單相可控矽串聯在第一整流模塊的正極輸出端與第二整流模塊的負極輸出端之間，第二單相可控矽串聯在第二整流模塊的正極輸出端與第三整流模塊的負極輸出端之間，第三單相可控矽串聯在第三整流模塊的正極輸出端與第四整流模塊的負極輸出端之間，第四整流模塊的正極輸出端通過第四單相可控矽與待融冰的線路的一端連接，第一整流模塊的負極輸出端與所述待融冰的線路的另一端連接。優選地，第一整流模塊、第二整流模塊、第三整流模塊以及第四整流模塊均是由六個矽二極體組成的三相橋式整流模塊。優選地，第一單相可控矽、第二單相可控矽、第三單相可控矽及第四單相可控矽分別具有獨立的控制極，且每個獨立的控制極分別連接到各自的可調直流電源。優選地，所述可調直流電源是0-5V可調節直流電源。為實現該目的，本實用新型還提供了一種移動式直流融冰裝置，該移動式直流融冰裝置包括電力變壓器，其用以對高壓交流電源的交流電進行變壓，並輸出變壓後的交流電；以及整流器，其用於對所述變壓後的交流電整流而獲得用於融冰處理的直流電源，該整流器包括三相橋式整流模塊及電容，該電容並聯在該三相橋式整流模塊的負極輸出端與正極輸出端之間，該整流器具有負極接頭和正極接頭，用以對待融冰的線路進行融冰處理，該三相橋式整流模塊的負極輸出端與整流器的負極接頭連接；其中，該整流器還包括單相可控矽，該單相可控矽串聯在三相橋式整流模塊的正極輸出端與整流器的正極接頭之間，以使得所述直流電源的電壓及電流可調節。優選地，所述三相橋式整流模塊由六個矽二極體組成。優選地，所述單相可控矽具有控制極，所述控制極連接到可調直流電源，所述可調直流電源是0-5V可調直流電源。優選地，所述整流器為多個整流器，所述多個整流器串聯，即所述整流器的正極接頭與其相鄰的整流器的負極接頭相連，以獲得串聯的整流器組，所述串聯的整流器組的兩個輸出接頭分別連接到所述待融冰的線路的兩端。優選地，所述電力變壓器的數量與所述整流器的數量相同，且所述整流器和所述電力變壓器一一對應。[0017]優選地，所述電力變壓器的數量為四。本實用新型的移動式直流融冰裝置只有幾十公斤重，配套200KVA電力變壓器使用，其很容易運輸，且可多臺串聯使用，對70-300mm2的鋼芯鋁絞線進行融冰的最遠距離可達16公裡，非常實用於農村小型變電站及山區電力線路融冰使用。本實用新型的移動式直流融冰裝置適用於下雪天氣條件極端惡劣，山區道路難行的情形。本實用新型的移動式直流融冰裝置可拆分後獨立運輸和使用，也可串聯後使用，其小型靈活，造價低，融冰線路遠等優點。
通過
以下結合附圖對本實用新型的一個優選實施例進行的描述，本實用新型的技術方案及其技術效果將變得更加清楚，且更加易於理解。其中圖1示出了本實用新型的一個優選實施例的移動式直流融冰裝置的示意圖。
具體實施方式
以下將結合所附的附圖對本實用新型的一個優選實施例進行描述。圖1示出了本實用新型的一個優選實施例的移動式直流融冰裝置的示意圖。該移動式直流融冰裝置包括電力變壓器及整流器，該整流器包括三相橋式整流模塊、電容C及單相可控矽VT，電力變壓器的高壓繞組連接到高壓交流電源的A、B、C相，其低壓繞組的三相分別連接到三相橋式整流器的a、b、c相，以將變壓後的交流電輸入到整流器中。經過整流器的三相橋式整流模塊整流得到直流電，該三相橋式整流模塊與該電容C並聯，之後再與單相可控矽VT串聯，如圖1所示。該單相可控矽VT的控制極G連接到可調的低壓直流電源(未示出)。該三相橋式整流模塊中包括矽二極體VD1、VD2、VD3、VD4、VD5、VD6，這些矽二極體組成三相橋式，以將電力變壓器的低壓繞組輸出的交流電整流成直流電。該整流器用於對所述變壓後的交流電整流而獲得用於融冰處理的直流電源如圖1所示，移動式串聯直流融冰裝置包括四臺電力變壓器，即第一電力變壓器 Btl、第二電力變壓器Bt2、第三電力變壓器Bt3以及第四電力變壓器Bt4，每臺電力變壓器分別與一個整流器(即第一整流器、第二整流器、第三整流器和第四整流器)連接。第一整流器包括第一整流模塊、第一電容及第一單相可控矽，第二整流器包括第二整流模塊、第二電容及第二單相可控矽，第三整流器包括第三整流模塊、第三電容及第三單相可控矽，第四整流器包括第四整流模塊、第四電容及第四單相可控矽；這些整理器的相互串聯，如圖1所示，即第一整流器的正極接頭與第二整流器的負極接頭相連，第二整流器的正極接頭與第三整流器的負極接頭相連，第三整流器的正極接頭與第四整流器的負極接頭相連，這些整流器串聯形成串聯的整流器組，該整流器組具有用於連接待融冰的線路的兩端的兩個輸出端。第一單相可控矽串聯在第一整流模塊的正極輸出端與第二整流模塊的負極輸出端之間，第二單相可控矽串聯在第二整流模塊的正極輸出端與第三整流模塊的負極輸出端之間，第三單相可控矽串聯在第三整流模塊的正極輸出端與第四整流模塊的負極輸出端之間，第四整流模塊的正極輸出端通過第四單相可控矽與待融冰的線路的一端連接，第一整流模塊的負極輸出端與所述待融冰的線路的另一端連接。[0028]其中第四單相可控矽串聯在第四整流模塊的正極輸出端與第四整流器的正極接頭之間，第一整流模塊的負極輸出端與第一整流器的負極接頭相連，該第四整流器的正極接頭與第一整流器的負極接頭構成為整流器組的兩個輸出端。其中，每臺電力變壓器為200KVA，每臺電力變壓器的高壓繞組分別連接10000V高壓電源A、B、C相，每臺電力變壓器的低壓繞組輸出400V電壓，其三相分別連接到整流器的三相橋式矽整流模塊的a、b、c相，經過由矽二極體VD1-VD6組成的三相橋式整流模塊整流得到直流電壓500V直流電流500A，與三相橋式矽整流模塊並聯的電容C能起到濾波及穩壓的作用，再經過之後串聯的單相可控矽VT調壓就能得到電流電壓可以調整的直流電源。四臺串聯使用最大可輸出直流電壓2000V，直流電流500A。該單相可控矽VT的控制極G連接到0至5V可調直流電源。本裝置融冰線路距離最遠可為16km，電流可在100A-500A範圍內進行無極調整， 很方便地對70mm2至300mm2鋼芯鋁線根據所需電流大小調整通電融冰，而無須考慮過流問題。本裝置中電力變壓器也可直接利用已經安裝的電力變壓器通過配套設置整流器而單臺使用，裝置只有幾十公斤重量，農村山區使用非常方便。對於所屬技術領域的技術人員而言，隨著技術的發展，本實用新型構思可以不同方式實現。本實用新型的實施方式並不僅限於以上描述的實施例，而且可在權利要求的範圍內進行變化。
權利要求1.一種移動式串聯直流融冰裝置，其包括第一電力變壓器、第二電力變壓器、第三電力變壓器、第四電力變壓器、第一整流器、第二整流器、第三整流器及第四整流器；第一整流器包括第一整流模塊、第一電容及第一單相可控矽，第二整流器包括第二整流模塊、第二電容及第二單相可控矽，第三整流器包括第三整流模塊、第三電容及第三單相可控矽，第四整流器包括第四整流模塊、第四電容及第四單相可控矽；第一電力變壓器的高壓繞組、第二電力變壓器的高壓繞組、第三電力變壓器的高壓繞組及第四電力變壓器的高壓繞組均連接到高壓交流電源的三相上，第一電力變壓器的低壓繞組、第二電力變壓器的低壓繞組、第三電力變壓器的低壓繞組及第四電力變壓器的低壓繞組分別連接到第一整流模塊的三相、第二整流模塊的三相、第三整流模塊的三相及第四整流模塊的三相；第一電容連接在第一整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第二電容連接在第二整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第三電容連接在第三整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間，第四電容連接在第四整流模塊的負極輸出端和正極輸出端之間；第一單相可控矽串聯在第一整流模塊的正極輸出端與第二整流模塊的負極輸出端之間，第二單相可控矽串聯在第二整流模塊的正極輸出端與第三整流模塊的負極輸出端之間，第三單相可控矽串聯在第三整流模塊的正極輸出端與第四整流模塊的負極輸出端之間，第四整流模塊的正極輸出端通過第四單相可控矽與待融冰的線路的一端連接，第一整流模塊的負極輸出端與所述待融冰的線路的另一端連接。
2.如權利要求1所述的移動式串聯直流融冰裝置，其中，第一整流模塊、第二整流模塊、第三整流模塊以及第四整流模塊均是由六個矽二極體組成的三相橋式整流模塊。
3.如權利要求1或2所述的移動式串聯直流融冰裝置，其中，第一單相可控矽、第二單相可控矽、第三單相可控矽及第四單相可控矽分別具有獨立的控制極，且每個獨立的控制極分別連接到各自的可調直流電源。
4.如權利要求3所述的移動式串聯直流融冰裝置，其中所述可調直流電源是0-5V可調節直流電源。
5.一種移動式直流融冰裝置，該移動式直流融冰裝置包括電力變壓器，其用以對高壓交流電源的交流電進行變壓，並輸出變壓後的交流電；以及整流器，其用於對所述變壓後的交流電整流而獲得用於融冰處理的直流電源，該整流器包括三相橋式整流模塊及電容，該電容並聯在該三相橋式整流模塊的負極輸出端與正極輸出端之間，該整流器具有負極接頭和正極接頭，用以對待融冰的線路進行融冰處理，該三相橋式整流模塊的負極輸出端與整流器的負極接頭連接；其中，該整流器還包括單相可控矽，該單相可控矽串聯在三相橋式整流模塊的正極輸出端與整流器的正極接頭之間，以使得所述直流電源的電壓及電流可調節。
6.如權利要求5所述的移動式直流融冰裝置，其中，所述三相橋式整流模塊由六個矽二極體組成。
7.如權利要求6所述的移動式直流融冰裝置，其中，所述單相可控矽具有控制極，所述控制極連接到可調直流電源，所述可調直流電源是0-5V可調直流電源。
8.如權利要求5-7中任一所述的移動式直流融冰裝置，其中，所述整流器為多個整流器，所述多個整流器串聯，即所述整流器的正極接頭與其相鄰的整流器的負極接頭相連，以獲得串聯的整流器組，所述串聯的整流器組的兩個輸出接頭分別連接到所述待融冰的線路的兩端。
9.如權利要求8所述的移動式直流融冰裝置，其中，所述電力變壓器的數量與所述整流器的數量相同，且所述整流器和所述電力變壓器一一對應。
10.如權利要求9所述的移動式直流融冰裝置，其中，所述電力變壓器的數量為四。
專利摘要一種移動式串聯直流融冰裝置，其包括電力變壓器，用於實現對高壓交流電源的交流電進行變壓；以及整流器，該整流器設置在電力變壓器與待融冰的線路之間，以對待融冰的線路進行直流融冰處理，整流器包括三相橋式整流模塊及電容，該電容並聯在該三相橋式整流模塊的負極和正極輸出端之間；其中，該整流器還包括單相可控矽，該單相可控矽串聯在三相橋式整流模塊的正極輸出端與整流器的正極接頭之間，以使得該待融冰的線路獲得電壓及電流可調節的直流電源。本實用新型適於下雪天氣條件極端惡劣、山區道路難行的情形，且可拆分後獨立運輸和使用，也可串聯後使用，其小型靈活，造價低，融冰線路遠等優點。
文檔編號H02G7/16GK202134875SQ20112024974
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月15日 優先權日2011年7月15日
發明者蔣通軍 申請人:蔣通軍