一種直流融冰兼無功補償裝置及實現方法
【專利摘要】本發明公開一種直流融冰兼無功補償裝置及實現方法，所述的直流融冰兼無功補償裝置的主回路包括：1個6脈動換流閥、2組電抗器、8個隔離開關。控制隔離開關分合可使裝置在正常融冰模式時2組電抗器并聯做為換相電抗器；在直流融冰零功率實驗模式時1組電抗器做為負載電抗器、1組電抗器做為換相電抗器；在無功補償模式時，2組電抗器串聯做為相控電抗器。這種設置方法可以提高電抗器的利用率，同時可以降低電抗器的成本。
【專利說明】一種直流融冰兼無功補償裝置及實現方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于電力系統及電力電子領域，特別涉及一種直流融冰兼無功補償裝置，及相應的實現方法。
【背景技術】
[0002]2008年我國南方地區發生了嚴重的冰凍災害，給電力輸電線路造成了巨大的破壞。直流融冰裝置能夠使輸電線路流過直流電流引起其發熱，從而有效的解決了輸電線路的冰災問題。
[0003]在直流融冰裝置設計時，在無整流變壓器的情況下，為了減少換相引起交流接入點電壓畸變，需要在融冰裝置交流側設計換相電抗器。同時，為了實現輸電線路不停電的情況下驗證直流融冰裝置的通流能力(零功率實驗)，需要設計專門的電抗器做為直流融冰裝置的負載，這個電抗器稱為負載電抗器。
[0004]融冰裝置一般只在冬季線路結冰時才會使用，這樣設備利用率不高。故在很多場合都將直流融冰裝置設計成兼備靜止無功補償(SVC)的功能，在不融冰時以靜止無功補償的形式為交流系統提供動態無功支撐，調節系統電壓，進而阻尼交流系統低頻振蕩，提高交流系統穩定極限和輸送能力。在直流融冰轉換為靜止無功補償裝置時，需要將上文提到的平波電抗器和換相電抗器轉換為靜止無功補償所需要的相控電抗器，
[0005]中電普瑞科技有限公司所申請專利201110281069.2中提出了一種直流融冰和靜止無功補償的裝換方案，但這種方案不具備負載電抗器，無法實現零功率實驗；中電普瑞科技有限公司所申請專利200910235793.4中提出了一種直流融冰和靜止無功補償的裝換方案，這中方案不具備將負載電抗器轉換為相控電抗器的功能，電抗器的設備利用率不高。

【發明內容】

[0006]本發明的主要目的在于提出了一種直流融冰兼無功補償裝置，可以實現直流融冰、直流融冰零功率實驗、無功補償三種功能。
[0007]為了達成上述目的，本發明的解決方案是:一種直流融冰兼無功補償裝置，所述直流融冰兼無功補償裝置的主回路包括I個6脈動換流閥、2組電抗器、8組隔離開關等；所述6脈動換流閥是由6個相同的晶閘管閥組組成，第一閥組的陽極和第二閥組的陰極連接；第三閥組的陽極和第四閥組的陰極連接；第五閥組的陽極和第六閥組的陰極連接；第二電抗器的一端、第一隔離開關的一端相連接入三相電網；第一隔離開關的另一端、第四隔離開關的一端、第一電抗器的一端相連形成公共端；第四隔離開關的另一端和第五隔離開關的一端相連做為直流融冰的正極輸出；第一電抗器的另一端、第三隔離開關的一端、第二隔離開關的一端相連形成公共端；第二隔離開關的另一端、第一閥組陰極、第三閥組陰極、第五閥組陰極、第六隔離開關的一端、第五隔離開關的另一端、第七隔離開關的一端相連形成公共端；第六隔離開關的另一端三相短接；第二電抗器的另一端、第三隔離開關的另一端、第一閥組陽極、第三閥組陽極、第五閥組陽極、第二閥組陰極、第四閥組陰極、第六閥組陰極相連形成公共端；第二閥組陽極、第四閥組陽極、第六閥組陽極、第七隔離開關的另一端、第八隔離開關的一端相連形成公共端；第八隔離開關的另一端三相短接做為直流融冰的負極輸出。
[0008]進一步地，當裝置運行在正常融冰方式時，打開第二、第四、第六、第七隔離開關，閉合第一、第三、第五、第八隔離開關，使第一、第二電抗器并聯后做為換相電抗器接入6脈動換流閥，滿足直流融冰的需求。
[0009]進一步地，當裝置運行在直流融冰的零功率實驗方式時，打開第一、第三、第五、第七隔離開關，閉合第二、第四、第六、第八隔離開關，使第一電抗器做為負載電抗器、第二電抗器做為換相電抗器，滿足零功率實驗的需求。
[0010]進一步地，當裝置運行在無功補償模式時，打開第三、第四、第五、第六、第八隔離開關，閉合第一、第二、第七隔離開關，從而使第一電抗器、第二電抗器串聯后做為相控電抗器串入反并聯的閥組，組成無功補償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，實現無功補償功能。
[0011]采用上述方案后，本發明中裝置的正常直流融冰功能、直流融冰零功率實驗功能、無功補償功能只使用了兩組電抗器，并且在正常直流融冰模式時兩組電抗器并聯做為換相電抗器，可以滿足直流融冰所需的大電流。本發明可以提高電抗器的利用率，且可以降低電抗器的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發明中具有零功率實驗功能的直流融冰兼無功補償裝置的主電路結構示意圖；
[0013]圖2是本發明中裝置運行在正常融冰模式時的主電路結構示意圖；
[0014]圖3是本發明中裝置運行在直流融冰零功率實驗模式時的主電路結構示意圖；
[0015]圖4是本發明中裝置運行在無功補償模式時的主電路結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發明提供了一種具有零功率實驗功能的直流融冰兼無功補償裝置及相應的設置方法。其具有兩組電抗器，通過隔離開關實現電路拓撲結構的變化:在直流融冰模式時，兩組電抗器并聯后做為換相電抗器；在直流融冰零功率實驗模式時，一組電抗器做為負載電抗器，一組電抗器做為換相電抗器；在無功補償模式時，兩組電抗器串聯后做為相控電抗器。
[0017]以下將結合附圖，對本發明的技術方案進行詳細說明。
[0018]本發明提供一種具有零功率實驗功能的直流融冰兼無功補償裝置主回路設置方法。
[0019]如圖1所示，本發明的裝置包括一個6脈動換流閥，換流閥由6個晶閘管閥組Via、Vlb、Vic、V2a、V2b、V2c組成,每一個晶閘管閥組通過串聯不同數量的晶閘管以適應不同電壓等級的需要；
[0020]還包括2組電抗器LI和L2，每組電抗器組均為三相電抗器，可以由三臺單相電抗器組成，也可以由一臺三相電抗器組成；
[0021]還包括8組隔離開關叭、02、03、04、05、06、07、08，每組隔離開關均為三相隔離開關;
[0022]Vla閥組的陽極和V2a閥組的陰極連接；Vlb閥組的陽極和V2b閥組的陰極連接；Vlc閥組的陽極和V2c閥組的陰極連接。
[0023]L2電抗器的一端、Ql隔離開關的一端相連接入三相電網；Q1隔離開關的另一端、Q4隔離開關的一端、LI電抗器的一端相連形成公共端；Q4隔離開關的另一端和Q5隔離開關的一端相連做為直流融冰的正極輸出；L1電抗器的另一端、Q3開關的一端、Q2開端的一端相連形成公共端；Q2隔離開關的另一端、Vla閥組陰極、Vlb閥組陰極、Vlc閥組陰極、Q6隔離開關的一端、Q5隔離開關的另一端、Q7隔離開關的一端相連形成公共端；Q6隔離開關的另一端三相短接；L2電抗器的另一端、Q3隔離開關的另一端、Vla閥組陽極、Vlb閥組陽極、Vlc閥組陽極、V2a閥組陰極、V2b閥組陰極、V2c閥組陰極相連形成公共端；V2a閥組陽極、V2b閥組陽極、V2c閥組陽極、Q7隔離開關的另一端、Q8隔離開關的一端相連形成公共端；Q8開關的另一端三相短接做為直流融冰的負極輸出；
[0024]當裝置運行在正常融冰方式時，如圖2所示，打開Q2隔離開關、Q4隔離開關、Q6隔尚開關、Q7隔尚開關，閉合Ql隔尚開關、Q3隔尚開關、Q5隔尚開關、Q8隔尚開關,使LI電抗器、L2電抗器并聯后做為換相電抗器接入6脈動換流閥組，從而使電抗器LI和L2共同分擔交流側的電流，可以滿足較大電流的直流融冰。在這種運行方式下，控制系統通過改變晶閘管閥的觸發角來調節換流閥的輸出直流電壓，可以使用于不同電壓等級、線型和長度的導線、地線。
[0025]當裝置運行在直流融冰的零功率實驗方式時，如圖3所示，打開Ql隔離開關、Q3隔尚開關、Q5隔尚開關、Q7隔尚開關，閉合Q2隔尚開關、Q4隔尚開關、Q6隔尚開關、Q8隔尚開關，從而使LI電抗器做為負載電抗器、L2電抗器做為換相電抗器，可以滿足在不停運線路的情況下驗證裝置的通流能力，實現融冰裝置的零功率實驗；
[0026]當裝置運行在無功補償模式時，如圖3所示，打開Q3隔離開關、Q4隔離開關、Q5隔尚開關、Q6隔尚開關、Q8隔尚開關，閉合Ql隔尚開關、Q2隔尚開關、Q7隔尚開關，從而使LI電抗器、L2電抗器串聯后做為相控電抗器串入反并聯的閥組，組成無功補償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，這種運行方式下，控制系統通過控制晶閘管閥的導通角度來調節靜止無功補償SVC的輸出無功功率，實現無功補償功能。
[0027]上述8個隔離開關采用電動開關，控制系統通過遠程控制控制隔離開關的打開、閉合，從而實現不同運行方式的切換。
[0028]以上方案實例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。
【權利要求】
1.一種直流融冰兼無功補償裝置，其特征在于: 所述直流融冰兼無功補償裝置的主回路包括I個6脈動換流閥、2組電抗器、8組隔離開關等; 所述6脈動換流閥是由6個相同的晶閘管閥組組成，第一閥組的陽極和第二閥組的陰極連接；第三閥組的陽極和第四閥組的陰極連接；第五閥組的陽極和第六閥組的陰極連接; 第二電抗器的一端、第一隔離開關的一端相連接入三相電網；第一隔離開關的另一端、第四隔離開關的一端、第一電抗器的一端相連形成公共端；第四隔離開關的另一端和第五隔離開關的一端相連做為直流融冰的正極輸出；第一電抗器的另一端、第三隔離開關的一端、第二隔離開關的一端相連形成公共端；第二隔離開關的另一端、第一閥組陰極、第三閥組陰極、第五閥組陰極、第六隔離開關的一端、第五隔離開關的另一端、第七隔離開關的一端相連形成公共端；第六隔離開關的另一端三相短接；第二電抗器的另一端、第三隔離開關的另一端、第一閥組陽極、第三閥組陽極、第五閥組陽極、第二閥組陰極、第四閥組陰極、第六閥組陰極相連形成公共端；第二閥組陽極、第四閥組陽極、第六閥組陽極、第七隔離開關的另一端、第八隔離開關的一端相連形成公共端；第八隔離開關的另一端三相短接做為直流融冰的負極輸出。
2.一種如權利要求1所述的直流融冰兼無功補償裝置的實現方法，其特征在于: 當裝置運行在正常融冰方式時，打開第二、第四、第六、第七隔離開關，閉合第一、第三、第五、第八隔離開關，使第一、第二電抗器并聯后做為換相電抗器接入6脈動換流閥，滿足直流融冰的需求。
3.—種如權利要求1所述的直流融冰兼無功補償裝置的實現方法，其特征在于: 當裝置運行在直流融冰的零功率實驗方式時，打開第一、第三、第五、第七隔離開關，閉合第二、第四、第六、第八隔離開關,使第一電抗器做為負載電抗器、第二電抗器做為換相電抗器，滿足零功率實驗的需求。
4.一種如權利要求1所述的直流融冰兼無功補償裝置的實現方法，其特征在于: 當裝置運行在無功補償模式時，打開第三、第四、第五、第六、第八隔離開關，閉合第一、第二、第七隔離開關，從而使第一電抗器、第二電抗器串聯后做為相控電抗器串入反并聯的閥組，組成無功補償所需要的晶閘管控制電抗器TCR，實現無功補償功能。
【文檔編號】H02G7/16GK103840416SQ201410103373
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月19日 優先權日:2014年3月19日
【發明者】李成博, 田杰, 李海英, 李長偉, 張翔, 陳赤漢 申請人:南京南瑞繼保電氣有限公司, 南京南瑞繼保工程技術有限公司