[发明专利]一种直流融冰兼无功补偿装置及实现方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统及电力电子领域，特别涉及一种直流融冰兼无功补偿装置，及相应的实现方法。

背景技术

2008年我国南方地区发生了严重的冰冻灾害，给电力输电线路造成了巨大的破坏。直流融冰装置能够使输电线路流过直流电流引起其发热，从而有效的解决了输电线路的冰灾问题。

在直流融冰装置设计时，在无整流变压器的情况下，为了减少换相引起交流接入点电压畸变，需要在融冰装置交流侧设计换相电抗器。同时，为了实现输电线路不停电的情况下验证直流融冰装置的通流能力（零功率实验），需要设计专门的电抗器做为直流融冰装置的负载，这个电抗器称为负载电抗器。

融冰装置一般只在冬季线路结冰时才会使用，这样设备利用率不高。故在很多场合都将直流融冰装置设计成兼备静止无功补偿（SVC）的功能，在不融冰时以静止无功补偿的形式为交流系统提供动态无功支撑，调节系统电压，进而阻尼交流系统低频振荡，提高交流系统稳定极限和输送能力。在直流融冰转换为静止无功补偿装置时，需要将上文提到的平波电抗器和换相电抗器转换为静止无功补偿所需要的相控电抗器，

中电普瑞科技有限公司所申请专利201110281069.2中提出了一种直流融冰和静止无功补偿的装换方案，但这种方案不具备负载电抗器，无法实现零功率实验；中电普瑞科技有限公司所申请专利200910235793.4中提出了一种直流融冰和静止无功补偿的装换方案，这中方案不具备将负载电抗器转换为相控电抗器的功能，电抗器的设备利用率不高。

发明内容

本发明的主要目的在于提出了一种直流融冰兼无功补偿装置，可以实现直流融冰、直流融冰零功率实验、无功补偿三种功能。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：一种直流融冰兼无功补偿装置，所述直流融冰兼无功补偿装置的主回路包括1个6脉动换流阀、2组电抗器、8组隔离开关等；所述6脉动换流阀是由6个相同的晶闸管阀组组成，第一阀组的阳极和第二阀组的阴极连接；第三阀组的阳极和第四阀组的阴极连接；第五阀组的阳极和第六阀组的阴极连接；第二电抗器的一端、第一隔离开关的一端相连接入三相电网；第一隔离开关的另一端、第四隔离开关的一端、第一电抗器的一端相连形成公共端；第四隔离开关的另一端和第五隔离开关的一端相连做为直流融冰的正极输出；第一电抗器的另一端、第三隔离开关的一端、第二隔离开关的一端相连形成公共端；第二隔离开关的另一端、第一阀组阴极、第三阀组阴极、第五阀组阴极、第六隔离开关的一端、第五隔离开关的另一端、第七隔离开关的一端相连形成公共端；第六隔离开关的另一端三相短接；第二电抗器的另一端、第三隔离开关的另一端、第一阀组阳极、第三阀组阳极、第五阀组阳极、第二阀组阴极、第四阀组阴极、第六阀组阴极相连形成公共端；第二阀组阳极、第四阀组阳极、第六阀组阳极、第七隔离开关的另一端、第八隔离开关的一端相连形成公共端；第八隔离开关的另一端三相短接做为直流融冰的负极输出。

进一步地,当装置运行在正常融冰方式时，打开第二、第四、第六、第七隔离开关，闭合第一、第三、第五、第八隔离开关，使第一、第二电抗器并联后做为换相电抗器接入6脉动换流阀，满足直流融冰的需求。

进一步地,当装置运行在直流融冰的零功率实验方式时，打开第一、第三、第五、第七隔离开关，闭合第二、第四、第六、第八隔离开关，使第一电抗器做为负载电抗器、第二电抗器做为换相电抗器，满足零功率实验的需求。

进一步地，当装置运行在无功补偿模式时，打开第三、第四、第五、第六、第八隔离开关，闭合第一、第二、第七隔离开关，从而使第一电抗器、第二电抗器串联后做为相控电抗器串入反并联的阀组，组成无功补偿所需要的晶闸管控制电抗器TCR，实现无功补偿功能。

采用上述方案后，本发明中装置的正常直流融冰功能、直流融冰零功率实验功能、无功补偿功能只使用了两组电抗器，并且在正常直流融冰模式时两组电抗器并联做为换相电抗器，可以满足直流融冰所需的大电流。本发明可以提高电抗器的利用率，且可以降低电抗器的成本。

附图说明

图1是本发明中具有零功率实验功能的直流融冰兼无功补偿装置的主电路结构示意图；

图2是本发明中装置运行在正常融冰模式时的主电路结构示意图；

图3是本发明中装置运行在直流融冰零功率实验模式时的主电路结构示意图；

图4是本发明中装置运行在无功补偿模式时的主电路结构示意图。

具体实施方式