[发明专利]一种带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法

说明书

技术领域

本发明是一种带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法，属于带专用整流变压器的直流融冰装置及其保护方法的创新技术。

背景技术

电网是关系国家能源安全和国民经济命脉的重要基础设施和公用事业，承担着为经济社会发展和国计民生提供重要的能源保障、促进经济社会可持续发展的重大责任。随着现代化水平的不断提高，全社会对电力的依赖程度越来越高，对电力供应的质量也提出了更高要求。

低温雨雪冰冻天气引起的输电线路覆冰是众多国家电力系统所面临的严重威胁之一，严重的覆冰会引起电网断线、倒塔，导致大面积停电事故，也使得快速恢复送电变得非常困难。20世纪40年代以来，冰灾的威胁一直是电力系统工业界竭力应对的一大技术难题。1998年北美风暴给美加电网带来了严重的影响，造成了范围广阔的电力中断。2005年，低温雨雪冰冻天气曾给我国华中、华北电网造成严重的灾害。2008年1-2月，低温雨雪冰冻天气再次袭击我国南方、华中、华东地区，导致贵州、湖南、广东、云南、广西和江西等省输电线路大面积、长时间停运，给国民经济和人民生活造成巨大损失。

为了防止这种情况的再次出现，对输电线路进行融冰是一种很好的方法。与交流融冰法不一样，在一定的环境条件下，直流融冰所需要的电源容量仅决定于需融冰线路的直流电阻和导线长度。与现有高压直流输电和大功率换流器的运行方式有以下两个主要不同点：

(1)由于要适用于多条线路融冰，直流融冰装置具有多个额定运行工况。

(2)直流融冰装置每年运行于融冰工况的时间非常少，年利用率不到5％。

1998年的北美冰风暴灾难后，魁北克水电公司与AREVA公司合作开发了一套直流融冰装置，该装置装设于魁北克的Lévis变电站，2008年完成完成现场调试。但是到目前为止，还没有用于过实际线路的融冰。AREVA公司方案必须配置专用整理变压器、交流滤波器、平波电抗器、直流滤波器和阻波器，设备及接线复杂；不具备本方案接线简单，对系统的谐波影响很小，可以不必配置滤波器组等优点。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种设计合理，投资少，成本低的带专用整流变压器的直流融冰装置。

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种确保直流融冰装置满足各线路安全快速融冰的需求，并降低直流融冰装置的投资的带专用整流变压器的直流融冰装置的保护方法。

本发明的技术方案是：本发明带专用整流变压器的直流融冰装置，包括有交流侧供电断路器QF、隔离刀闸K，整流变压器，阀侧电流互感器Ivya、Ivyb、Ivyc、Ivda、Ivdb和Ivdc，换流器，直流侧电压互感器Udp和Udn，直流侧电流互感器Idp、Idn和Idgnd，直流侧刀闸S1、S2、S3和S4，其中阀侧电流互感器Ivya、Ivyb、Ivyc、Ivda、Ivdb和Ivdc的一端通过隔离刀闸K及交流侧供电断路器QF与电源连接，阀侧电流互感器Ivya、Ivyb、Ivyc、Ivda、Ivdb和Ivdc的另一端与换流器连接，换流器的一侧与直流侧电压互感器Udp连接及通过直流侧电流互感器Idp与直流侧刀闸S1、S2的一端连接，直流侧刀闸S1的另一端通过直流融冰母线与A相融冰导线连接，换流器的另一侧与直流侧电压互感器Udn连接及通过直流侧电流互感器Idn与直流侧刀闸S3、S4的一端连接，且换流器通过直流侧电流互感器Idgnd接地，直流侧刀闸S4的另一端通过直流融冰母线与C相融冰导线连接，直流侧刀闸S2、S3的另一端通过直流融冰母线与B相融冰导线连接。

上述直流融冰装置的测量点布置包括交流阀侧三相电压、整流变网侧三相电流、整流变压器星侧三相电流、整流变压器角侧三相电流、直流侧入地电流、直流侧电流、直流侧电压直流侧电流17个测量点。

上述直流融冰装置的保护区域分为交流保护区、换流器保护区和直流线路保护区三个部分。

上述直流融冰装置的保护配置为交流过电压保护、交流低电压保护、交流过流保护、阀短路保护、桥差动保护、直流过流保护、接地过流保护、晶闸管结温监视、误触发保护、直流过压保护、直流欠压保护、直流50Hz保护、直流100Hz保护、开路试验保护和融冰线路阻抗保护。

本发明带专用整流变压器的直流融冰装置的保护方法，在融冰时，检查所融交流线路的电阻值是否与实际设定的交流线路阻抗差值以确认交流线路是否正确或完整，保护分两段：

1)Max(|Udp-Udn|/Idp，|Udp-Udn|/Idn)-Rset＞K1*Rset；