具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置及控制方法与流程

1.本发明属于高压输电领域，特别涉及了一种直流融冰装置。


背景技术：

2.高压输电线路的传输距离跨度非常大，对经过覆冰区的线路需要进行除冰，以防杆塔倾塌。杆塔上一般同时安装有导线和地线，两者都有融冰需求。导线的直流电阻较小，需要施加较大的融冰电流进行除冰；地线的直流电阻较大，需要施加较小的融冰电流进行除冰，由于线路发热量与融冰电流的平方成正比，在同等发热量下地线的端间压降要高于导线。综上，导线融冰需要较大的融冰电流，地线融冰需要较大的融冰电压。
3.在站内安装的直流融冰装置一般需要兼顾导线和地线融冰，即需要同时具备大电流和高电压的输出能力，现有的融冰方案如图1所示，选用通态电流较大的晶闸管以输出较大的融冰电流；采用两个六脉动整流桥串联以输出较高的融冰电压。两个六脉动整流桥和三卷变共同组成融冰装置，将待融冰线路接入融冰装置输出端，由融冰装置提供直流电流通过发热进行融冰。
4.上述方案存在的一个问题为，在对导线进行融冰时不要求融冰装置具备较高的电压输出能力，在对地线进行融冰时不要求融冰装置具备较大的电流输出能力，所以融冰装置在对导线或地线进行融冰作业时均存在部分性能浪费。


技术实现要素：

5.为了解决上述背景技术提到的技术问题，本发明提出了具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置及控制方法，解决现有技术方案存在的问题。
6.为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：一种具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置，包括三卷变、正极六脉动整流桥、负极六脉动整流桥、正极切换刀闸、负极切换刀闸、正极平衡电抗器、负极平衡电抗器、正极平波电抗器、负极平波电抗器、正极连接刀闸和负极连接刀闸；所述三卷变的高压侧绕组连接交流电源，三卷变的一个低压侧绕组连接所述正极六脉动整流桥的输入端，三卷变的另一个低压侧绕组连接负极六脉动整流桥的输入端；所述正极六脉动整流桥的输出正极连接所述正极平衡电抗器的端口一，正极六脉动整流桥的输出负极连接所述正极切换刀闸的端口一，所述负极六脉动整流桥的输出正极连接所述负极切换刀闸的端口一，负极六脉动整流桥的输出负极连接所述负极平衡电抗器的端口一；所述正极切换刀闸的端口二连接所述负极切换刀闸的端口二和地，正极切换刀闸的端口三连接所述负极平衡电抗器的端口二，所述负极切换刀闸的端口二连接所述正极切换刀闸的端口二和地，负极切换刀闸的端口三连接所述正极平衡电抗器的端口二；所述正极平衡电抗器的端口三经所述正极平波电抗器与所述正极连接刀闸的一端连接，正极连接刀闸的另一端与所述融冰回路的一端连接，所述负极平衡电抗器的端口三经所述负极平波电抗器与所述负极连接刀闸的一端
连接，负极连接刀闸的另一端与所述融冰回路的另一端连接；所述融冰回路由待融冰线路与末端短接线或短接刀闸串接而成。
7.进一步地，所述正极六脉动整流桥和负极六脉动整流桥为可控型整流器。
8.进一步地，所述正极切换刀闸和负极切换刀闸为单刀双掷开关，或者由两台单刀单掷开关分别选择连接点组成。
9.进一步地，所述正极平衡电抗器和负极平衡电抗器为带中间抽头的分裂电抗器，或者两台电抗器串联后由中间连接点引出接线。
10.针对上述可控型直流融冰装置的控制方法，包括以下步骤：（1）根据线路类型选择两个六脉动整流桥的串并联模式；（2）三卷变接入交流电，两个六脉动整流桥的阀组处于闭锁状态，无直流输出，正极连接刀闸和负极连接刀闸处于分闸位置；（3）合上正极连接刀闸和负极连接刀闸；（4）解锁两个六脉动整流桥，进行升流。
11.进一步地，在步骤（1）中，当对导线进行融冰作业时，将正极切换刀闸的端口一与端口三连接，负极切换刀闸的端口一与端口三连接，此时两个六脉动整流桥处于并联工作模式；当对地线进行融冰作业时，将正极切换刀闸的端口一与端口二连接，负极切换刀闸的端口一与端口二连接，此时两个六脉动整流桥处于串联工作模式。
12.采用上述技术方案带来的有益效果：本发明通过整流桥的串并联切换可以实现拓扑的适应性切换，在六脉动整流桥相同的情况下，可以输出两倍于现有融冰装置的直流电流，适用范围更广；在融冰装置输出参数相同的情况下，可以选用一半于现有融冰装置的晶闸管通态电流，有效降低器件成本。
附图说明
13.图1是现有十二脉动直流融冰装置原理图；图2是本发明提出的具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置的一种实施例图；图3是本发明提出的具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置的另一种实施例图。
14.标号说明：1、三卷变；2、正极六脉动整流桥；3、负极六脉动整流桥；4、正极切换刀闸；4-1、4-2、4-3、正极切换刀闸的三个端口；5、负极切换刀闸；5-1、5-2、5-3、负极切换刀闸的三个端口；6、正极平衡电抗器；7、负极平衡电抗器；8、正极平波电抗器；9、负极平波电抗器；10、正极连接刀闸；11、负极连接刀闸。
具体实施方式
15.以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。
16.本发明设计了一种具备整流桥串并联切换功能的可控型直流融冰装置，如图2所示，包括三卷变、正极六脉动整流桥、负极六脉动整流桥、正极切换刀闸、负极切换刀闸、正极平衡电抗器、负极平衡电抗器、正极平波电抗器、负极平波电抗器、正极连接刀闸和负极连接刀闸。所述三卷变的高压侧绕组连接交流电源，三卷变的一个低压侧绕组连接所述正
极六脉动整流桥的输入端，三卷变的另一个低压侧绕组连接负极六脉动整流桥的输入端。所述正极六脉动整流桥的输出正极连接所述正极平衡电抗器的端口一，正极六脉动整流桥的输出负极连接所述正极切换刀闸的端口一，所述负极六脉动整流桥的输出正极连接所述负极切换刀闸的端口一，负极六脉动整流桥的输出负极连接所述负极平衡电抗器的端口一。所述正极切换刀闸的端口二连接所述负极切换刀闸的端口二和地，正极切换刀闸的端口三连接所述负极平衡电抗器的端口二，所述负极切换刀闸的端口二连接所述正极切换刀闸的端口二和地，负极切换刀闸的端口三连接所述正极平衡电抗器的端口二。所述正极平衡电抗器的端口三经所述正极平波电抗器与所述正极连接刀闸的一端连接，正极连接刀闸的另一端与所述融冰回路的一端连接，所述负极平衡电抗器的端口三经所述负极平波电抗器与所述负极连接刀闸的一端连接，负极连接刀闸的另一端与所述融冰回路的另一端连接。所述融冰回路由待融冰线路与末端短接线或短接刀闸串接而成。
17.在本实施例中，优选地，所述正极六脉动整流桥和负极六脉动整流桥采用由晶闸管等电力电子器件实现的可控型整流器。
18.在本实施例中，优选地，正极切换刀闸和负极切换刀闸采用单刀双掷开关，正极平衡电抗器和负极平衡电抗器为带中间抽头的分裂电抗器，如图2所示。
19.在本实施例中，优选地，正极切换刀闸和负极切换刀闸采用由两台单刀单掷开关分别选择连接点组成，正极平衡电抗器和负极平衡电抗器为两台电抗器串联后由中间连接点引出接线。
20.本发明还提出了针对上述可控型直流融冰装置的控制方法，包括以下步骤：步骤1：根据线路类型选择两个六脉动整流桥的串并联模式；步骤2：三卷变接入交流电，两个六脉动整流桥的阀组处于闭锁状态，无直流输出，正极连接刀闸和负极连接刀闸处于分闸位置；步骤3：合上正极连接刀闸和负极连接刀闸；步骤4：解锁两个六脉动整流桥，进行升流。
21.在步骤1中，当对导线进行融冰作业时，将正极切换刀闸的端口一与端口三连接，负极切换刀闸的端口一与端口三连接，此时两个六脉动整流桥处于并联工作模式，可以输出较大的融冰电流，满足导线融冰的大电流需求；当对地线进行融冰作业时，将正极切换刀闸的端口一与端口二连接，负极切换刀闸的端口一与端口二连接，此时两个六脉动整流桥处于串联工作模式，可以输出较高的融冰电压，满足地线融冰的高电压需求。
22.实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。