[发明专利]一种多功能直流融冰自动转换电路及其转换方法

说明书

技术领域

本发明是一种多功能直流融冰自动转换电路及其转换方法，特别是一种涉及能够实现晶闸管控制电抗器（TCR）、晶闸管投切电抗器（TSR）、直流融冰及其等效试验功能相互自动转换的电路及其转换方法，属于高压及特高压电网输电线路直流融冰应用的创新技术。

背景技术

输电线路在冬季覆冰严重威胁电力系统的安全运行。由于导线上增加了冰载荷，对导线、铁塔和金具都会带来一定的机械损坏，覆冰严重时会断线、倒杆塔，导致大面积停电事故，对国民经济造成重大损失。

随着全球气候的不断恶化，冰灾对输电线路造成的危害越发严重。特别是2008年初的冰灾，对我国电网造成了巨大的损失。

国内外研究融冰的几种思路为：将电能转化为热能融冰；将电能转化为机械能以破坏输电线上的覆冰的物理结构，达到使覆冰脱落的目的；直接破坏物理结构的机械法除冰。

我国自上世纪70年代以来就一直在220kV以下线路上采用交流短路方法对严重覆冰线路进行融冰，对防止冰灾起到了一定的作用。由于交流融冰需要很高的热量，且交流线路存在电抗，致使220kV及以下线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的5-10倍；对于500kV以上超高压和特高压交流输电线路融冰时要求的融冰电源容量是线路实际融冰功率的10-20倍。在实施交流电流短路融冰时往往存在融冰电源容量远远不足的问题。因此，对于500 kV或更高电压等级输电线来说，由于难以找到满足要求的融冰电源，采用交流短路融冰方案不可行。

由于交流短路融冰法的局限，国际上自上世纪80年代开始就一直在探讨直流融冰的可能和开发直流融冰装置。1998年的北美冰风暴灾难后，魁北克水电局与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年完成现场调试。但是到目前为止，该装置还没有用于过实际融冰。

2008年冰灾后，我国电力科技工作者自主进行了直流融冰技术及装置的研发，成功研发出了具有完全自主知识产权的大功率直流融冰装置，主要包括带专用整流变压器、不带专用整流变压器和车载移动式等多种型式，进而在全国进行了推广应用。

2011年1月，受持续低温雨雪凝冻天气影响，南方电网供电区域内贵州大部分地区、广西桂北地区、广东粤北地区和云南滇东北地区的输变电设施相继出现覆冰险情，先后导致1414条10kV及以上线路、70个35kV及以上变电站停运。2011年次冰灾是继2008年之后南方电网遭遇的又一次特重冰灾。但与2008年多条线路断线倒塔、500kV主网架遭受重创、电网多处解列或孤网运行、大量减供负荷相比，本次冰灾期间未发生220kV及以上线路倒塔事故，未发生县级及以上城市停电事故，确保了电网安全稳定运行和电力正常供应。2011年冰灾中，南方电网已经安装的19套直流融冰装置首次得到了全面实战检验，发挥了巨大的作用，累计对110kV及以上线路融冰227次，其中500kV线路40余次。

鉴于直流融冰装置实际应用效果，我国电网企业从2011年开始又进行了新一轮的大规模推广应用。

2009-2011年覆冰期中的实际应用中发现现有直流融冰装置存在需要优化的地方：                                                换流器中饱和电抗器噪声较大；对短线路融冰出现电流断续；需要接入输电线路才能进行融冰装置通流试验，既受电网运行方式限制，也给电网的正常运行造成影响。

发明内容

本发明的目的在于考虑上述问题而提供一种大大降低直流融冰装置运行时的噪声，使其多种模式能够实现相互自动转换，不需要接入输电线路即可完成直流融冰装置的通流试验，有效地解决日常运行维护问题的多功能直流融冰自动转换电路。本发明设计合理，方便实用。

本发明的另一目的在于提供一种操作简单，使用方便的多功能直流融冰自动转换电路的转换方法。