特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于電氣工程技術領域，涉及一種特高壓直流融冰裝置高壓、大電流變流系統結構。
【背景技術】
[0002]特高壓直流融冰裝置為特高壓輸電線路應對冰災提供了有效融冰手段，但特高壓直流融冰裝置由于輸出電壓高、電流大，實現交、直流變換的變流系統結構設計為裝置研制的瓶頸。因此，開展特高壓直流融冰裝置變流系統結構研宄，具有重要的理論和技術價值。國內、外少數高校和科研單位對輸電線路直流融冰裝置進行了部分研宄，裝置具有容量小、輸出電流小等特點，僅滿足500kV及以下輸電線路融冰工作，對適合于特高壓輸電線路融冰的直流融冰裝置并未開展有效研宄工作。與500kV及以下輸電線路融冰裝置相比，特高壓融冰裝置需要具有以下特點:特點一，裝置容量大，數倍于現有融冰裝置容量，現有融冰裝置結構設計原理不能滿足特高壓融冰裝置要求；特點二，裝置電壓高、電流大，電流數倍于現有融冰裝置額定電流，給裝置的功率器件選型、均流設計、絕緣設計和散熱設計造成巨大困難。因此，迫切需要開展可實現高壓、大電流輸出的變流系統結構研宄，有效解決特高壓直流融冰裝置研制中存在的問題，為裝置的結構設計與最終研制提供有效指導。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種特高壓直流融冰裝置高壓、大電流變流系統結構，該結構可以解決特高壓直流融冰裝置研制中存在高壓、大電流、均壓、均流、絕緣和散熱等問題。
[0004]本實用新型提供的這種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，其特征在于該結構包括若干脈波變壓器、電壓均衡器、電壓電流回饋調節器、若干脈波整流器、電流均衡器，脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，脈波變壓器對高壓交流電降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器輸出端與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器輸出端分別與所述電流均衡器的輸入端相連，對各脈波整流器輸出的直流電進行均流和匯流，電壓電流回饋調節器輸入端與所述電流均衡器的二次信號輸出端相連，電壓電流回饋調節器將電流均衡器輸出的電流二次信號處理后輸入給電壓均衡器，電壓均衡器根據回饋的電流二次信號對電壓均衡器輸出交流電壓形成閉環控制。
[0005]所述脈波變壓器采用220kV-24的脈波變壓器，脈波整流器采用10kV_12的脈波整流器。所述脈波變壓器采用兩臺，分別將220kV高壓交流輸入降壓為1kV交流電壓輸出，脈波整流器采用四臺分別將電壓均衡器輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸到電流均衡器進行均流和匯流。所述脈波變壓器副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結構，各繞組間分別移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出。所述各脈波整流器采用脈波整流器模塊化閥組單元，該單元主要由整流管、散熱器、環氧支撐板和壓板組成，各整流管和散熱器安裝在環氧支撐板上，兩端由壓板通過緊固件牢固壓緊。所述壓板采用金屬板，各整流管和散熱器排放好后兩端用環氧管與所述金屬板隔開。
[0006]從本實用新型技術方案可以看出本實用新型的有益效果是:
[0007]I)、可有效提高裝置輸出容量，解決特高壓直流融冰裝置研制中大容量要求；
[0008]2 )、可有效解決特高壓直流融冰裝置研制中裝置高壓、大電流輸出要求，最高輸出直流電壓與直流電流為12kV/12000A，解決特高壓直流融冰裝置研制中高壓大電流輸出要求；
[0009]3)、可系統解決大容量、高壓、大電流、均壓、均流、絕緣和散熱等問題，為研制特高壓直流融冰裝置提供一種可靠、經濟、有效的變流系統結構。
【附圖說明】
[0010]圖1為本實用新型一種實施方案的結構框圖。
[0011]圖2為本實用新型中220kV-24脈波變壓器接線原理圖。
[0012]圖3為本實用新型中10kV-12脈波整流器模塊化閥組單元。
[0013]圖中標記為:
[0014]脈波變壓器I ;
[0015]電壓均衡器2;
[0016]電壓電流回饋調節器3 ;
[0017]脈波整流器4;
[0018]整流管41;
[0019]散熱器42;
[0020]環氧支撐板43 ；
[0021]壓板44;
[0022]環氧管45。
【具體實施方式】
[0023]從圖1可以看出，本實用新型具有脈波變壓器1、電壓均衡器2、電壓電流回饋調節器3、若干脈波整流器4、電流均衡器5，脈波變壓器采用是兩臺220kV-24脈波變壓器，脈波整流器4采用了四臺10kV-12脈波整流器。兩臺脈波變壓器I的輸出端均接所述電壓均衡器2的輸入端。而該電壓均衡器輸出端與4臺脈波整流器的輸入端分別相連。四臺脈波整流器的輸出端分別與所述電流均衡器5的輸入端相連，該電壓均衡器5 二次信號輸入端與電壓電流回饋調節器3的輸出端相連。而該電壓電流回饋調節器3輸入端與所述電流均衡器5的二次信號輸出端相連。
[0024]兩臺脈波變壓器I分別將220kV高壓交流輸入降壓為兩組1kV交流電壓輸出。電壓均衡器2將220kV-24脈波變壓器輸出的1kV交流電壓進行均壓處理后輸出。四臺10kV-12脈波整流器將電壓均衡器2輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸出。電流均衡器5將10kV-12脈波整流器輸出的直流電流進行均流與匯流處理后形成12kV/12000A直流輸出。電壓電流回饋調節器3將電流均衡器5輸出的電流二次信號處理后輸入給電壓均衡器2，該電壓均衡器根據回饋的電流二次信號對輸出的四組1kV交流電壓形成閉環控制。
[0025]本實施方式使用的各零部件來源是:兩臺脈波變壓器I采用自主研制的BYQ-220kV-10kV型24脈波整流變壓器；電壓均衡器2采用市售XDDYJH-10kV_4型4通道1kV電壓均衡器；電壓電流回饋調節器3采用市售XDHKTJQ-4型4通道電壓電流回饋調節器；四臺脈波整流器4采用自主研制的ZLQ-10kV-12型12脈波1kV整流器；電流均衡器5采用市售XDDLJHQ-12kV-4型4通道12kV/12000A直流電流均衡器。
[0026]圖2為本實用新型中220kV_24脈波變壓器接線原理。該24脈波變壓器接線原理圖原邊為A、B、C三相高壓繞組，副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結構，各繞組間分別移相+22.5°、-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出，變壓器通過原邊分接調檔開關實現調壓輸出，可實現三級電壓輸出。原邊高壓繞組分為高壓線圈和串聯線圈兩部分，通過無勵磁分接開關調節串聯繞組的接入和斷開。24脈波變壓器線圈繞制方式設計為同心式，由鐵心向外依次為低壓繞組-高壓繞組-高壓串聯繞組。
[0027]圖3為本實用新型中10kV-12脈波整流器模塊化閥組單元。其主要由整流管41、散熱器42、環氧支撐板43和不銹鋼壓板44組成，各整流管和散熱器安裝在環氧支撐板上，兩端用環氧管45與不銹鋼壓板隔開，在通過緊固件牢固壓緊，使10kV-12脈波整流器形成模塊化閥組單元。環氧管45可采用環氧螺紋管，用螺桿將各整流管和散熱器串在一起，再通過環氧螺紋管并緊，兩端用不銹鋼壓板壓緊。該結構具有結構簡單、維護方便、組裝快速等特點，并可有效解決特高壓直流融冰裝置中絕緣和散熱等問題。
【主權項】
1.一種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，其特征在于該結構包括脈波變壓器(1)、電壓均衡器(2)、電壓電流回饋調節器(3)、若干脈波整流器(4)、電流均衡器(5)，所述脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，對高壓交流電降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器(3)輸出端與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器輸出端分別與所述電流均衡器的輸入端相連，對各脈波整流器輸出的直流電進行均流和匯流，電壓電流回饋調節器(3)輸入端與所述電流均衡器的二次信號輸出端相連，所述電壓電流回饋調節器將電流均衡器(5)輸出的電流二次信號處理后輸入給電壓均衡器(2)，該電壓均衡器根據回饋的電流二次信號對其輸出的交流電壓形成閉環控制。
2.根據權利要求1所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，其特征在于所述脈波變壓器采用220kV-24的脈波變壓器，脈波整流器采用10kV-12的脈波整流器。
3.根據權利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，其特征在于所述脈波變壓器采用兩臺，分別將220kV高壓交流輸入降壓為1kV交流電壓輸出，脈波整流器采用四臺分別將電壓均衡器3輸出的1kV交流電壓整流為12kV直流電壓后輸到電流均衡器進行均流和匯流。
4.根據權利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，其特征在于所述脈波變壓器副邊為四組三相低壓繞組，副邊低壓繞組采用外延三角形結構，各繞組間分別移相+22.5° ,-22.5°、+7.5°、-7.5°，組成等效24脈波電壓輸出。
5.根據權利要求1或2所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構其特征在于所述各脈波整流器采用脈波整流器模塊化閥組單元，該單元主要由整流管(41)、散熱器(42)、環氧支撐板(43)和壓板(44)組成，各整流管和散熱器安裝在環氧支撐板上，兩端由壓板通過緊固件牢固壓緊。
6.根據權利要求5所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構其特征在于所述壓板采用金屬板，各整流管和散熱器排放好后兩端用環氧管(45)與所述金屬板隔開。
7.根據權利要求5所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構其特征在于所述壓板采用不銹鋼板。
8.根據權利要求6所述的特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構其特征在于所述環氧管采用環氧螺紋管。
【專利摘要】本實用新型公開了一種特高壓直流融冰裝置高壓大電流變流系統結構，該結構包括脈波變壓器、電壓均衡器、電壓電流回饋調節器、若干脈波整流器、電流均衡器，脈波變壓器的輸入端接高壓交流電源，降壓后其輸出端接電壓均衡器的輸入端，電壓均衡器與各脈波整流器的輸入端分別相連，各脈波整流器分別與電流均衡器相連，對各脈波整流器輸出的直流電進行均流和匯流，電壓電流回饋調節器輸入端與所述電流均衡器的二次信號輸出端相連，電壓電流回饋調節器將電流均衡器輸出的電流二次信號處理后輸入給電壓均衡器。本實用新型可滿足特高壓直流融冰裝置大容量要求及高壓大電流輸出要求，為研制特高壓直流融冰裝置提供了可靠、經濟、有效的變流結構。
【IPC分類】H02G7-16, H02M7-04, H02M7-00
【公開號】CN204559054
【申請號】CN201520218122
【發明人】陸佳政, 朱思國, 李波, 方針, 張紅先
【申請人】國家電網公司, 國網湖南省電力公司, 國網湖南省電力公司防災減災中心
【公開日】2015年8月12日
【申請日】2015年4月10日