[发明专利]一种低成本可连续调压的直流融冰兼SVG装置

说明书

 

技术领域    

    本发明涉及一种低成本可连续调压的直流融冰兼SVG装置，属电网维护技术领域。

背景技术    

2008年初发生的低温雨雪冰冻灾害，导致南方电网区域的大部分地区电网设施遭受到严重破坏，西电东送也受到严重影响。为提高电网对极端气候、重大自然灾害的抵御能力，南方电网启动了“直流融冰装置样机研制”项目，开启了国内该领域的先河。随着环境的恶化，极端恶劣天气时有发生，研发一种简单实用又经济的直流融冰装置仍很有现实意义。

国内目前已经有融冰兼无功补偿SVG两用的技术产生，但系统较为复杂，与此发明最相似的是株洲变流技术国家工程研究中心有限公司发明的一种直流融冰电源拓扑，包括第一网侧高压断路器，第二网侧高压断路器，移相多绕组整流变压器，变流器，高压电抗器和隔离开关模块等，变流器为链式多电平变流器，通过断路器和隔离开关的切换实现直流融冰和无功补偿SVG功能的转换。

现有技术直流融冰兼无功补偿SVG装置拓扑电路的缺点是：

（1）系统装置接线复杂，操作繁琐，在直流融冰和无功补偿功能之间的切换，需要经过多个开关操作才能完成拓扑结构的转换；

（2）输出直流电压可调范围小，必须在满足可控整流条件的直流电压以上进行调节，无法有效适应不同长度的输电线路；

（3）SVG的容量与直流融冰容量不能根据变电站的实际需求比例配置；

（4）装置体积庞大，运输极不方便；

（5）对于单一功能的直流融冰装置, 绝大部分时间( 线路不需融冰) 处于闲置状态, 装置的利用率低,投入融冰之前必须进行全面检查和试验, 否则其运行安全、可靠性难以保证。

发明内容    

    本发明的目的是，根据现有直流融冰兼SVG装置拓扑电路的缺点，本发明提出一种低成本可连续调压的直流融冰兼具SVG装置。

本发明的技术方案是，本发明一种低成本可连续调压的直流融冰兼无功补偿SVG装置由输入高压开关柜、多绕组移相降压变压器和变流器柜组成。输入高压开关柜的输出端连接多绕组移相降压变压器的输入端；多绕组移相降压变压器的输出端连接变流器柜。

所述输入高压开关柜是本发明装置与供电网的接口。

本发明多绕组移相降压变压器用作电压匹配；多绕组移相降压变压器的原边绕组为星形或角形连接方式。

本发明变流器柜包含两种单元组：

一种单元组由一个二极管不控整流器单元和一个IGBT全控整流单元组成，直流输出部分并联，其输入部分通过接触器（断路器）与多绕组降压变压器的一个输出绕组相连，在该单元组内的全控整流单元和不控整流单元之间加了一个两挡位的选择开关；SVG应用时，两者交流部分在变压器次边侧通过选择开关并联；融冰应用时，全控整流的输入部分通过选择开关与不控整流的直流负端并联起来，此时IGBT全控整流单元用作DC/DC斩波调压。

另一个单元组是由二极管构成的不控整流单元。这2种单元组，即不控整流单元和IGBT全控整流单元按1:1比例配置。这是整个拓扑电路的核心，装置输出直流电压大小可通过改变单元组的串连数量，用DC/DC斩波进行无级平滑调压。需要融冰时，输出的直流电压施加在结冰电网上，利用大电流使架空线发热的原理实现融冰。在不需融冰时，还可用作电网无功补偿SVG装置，由IGBT构成的全控整流单元可根据指令向电网发出感性或容性无功电流，达到无功补偿的目的，从而提高装置的利用率。 

所述全控整流单元的整流模块直流输出端接有电容C。

在所述全控整流和不控整流单元之间加了一个两挡位的选择开关QS。

本发明的有益效果是，本发明采用无极调压技术，满足客户不同需求，可对变电站中所有不同电压等级的线路进行融冰工作。同时增加了二极管的配置比例，减小IGBT的配置比例，有效地降低了成本。本发明装置进行融冰时，根据架空线的截面积和长度确定变流器的输出直流电压值，从而确定串联的整流器的数量,切投速度快，融冰工作量小。本发明装置不融冰时，电网正常情况下做电网无功补偿用，设备的利用率高，由IGBT构成的三相四象限全控整流器根据指令向电网发出感性或容性无功电流，达到无功补偿的目的。本发明装置简单，操作维护性强，采用单元化的设计，单个整流单元出现故障不影响整个设备的使用。

本发明适用于变电站中所有不同电压等级的线路进行融冰兼无功补偿。

附图说明