[发明专利]一种配电网5kHz高频融冰电源电路

说明书

本发明公开了一种配电网5kHz高频融冰电源电路，它包括：步骤1、整流单元，电网电压经隔离变压器降压后与整流单元连接；步骤2、H桥逆变单元，采用若干个H桥型逆变器串联形成的单相逆变器；步骤3、R‑C阻尼型LC滤波器，逆变单元输出端通过R‑C阻尼型LC滤波电路后接入覆冰配电线路，滤波电路输出端输出5kHz高压交流电。本发明解决了现有直流短路融冰与工频短路融冰技术不足的缺陷，电源电路结构各单元独立、能够实现大功率输出；串联型拓扑结构在运行时无系统环流；可根据需要融冰线路的长度、线路的电压等级、融冰电源的输出电压或容量决定所需要的H桥逆变器个数，方便了高频电源输出滤波器设计。

技术领域

本发明属于输电线路融冰技术；尤其涉及一种配电网5kHz高频融冰电源电路。

背景技术

输电线路覆冰严重威胁电力系统的安全稳定运行，对国民经济生产和人民生活造成重大危害。输电线路融冰技术一直是电力系统防灾减灾研究的重要课题，目前以热力融冰为主，机械除冰为辅的融冰方案在大部分的除冰工程中得以应用。直流短路融冰和工频交流短路融冰技术应用较为成熟，但都有一定的局限性，均需将线路停运后方可进行融冰，且工频交流融冰电源需要发出较大无功，装置体积大，对高电压等级线路适用性不强。

高频电场下，冰作为一种电介质，由于转向极化产生介质损耗热，且高频电流通过导线时由于集肤效应加大了单位长度等效电阻，使得覆冰介质损耗热和集肤效应焦耳热同时作用，从而在导线上获得均匀的发热。高频融冰法作为一种新型的融冰方法，相比于传统热力融冰法，具有融冰电流小、融冰均匀度高、融冰效率高等优点，与融冰专用阻波器和陷波器配合使用，具有可实现不停电融冰的技术发展前景，其核心技术是研发高频大电流融冰电源。

发明内容：

本发明要解决的技术问题：提供一种5kHz配电网高频融冰电源电路，覆冰介质损耗热和集肤损耗热共同作用融冰，可大大缩短融冰时间，提高工作效率，解决现有直流短路融冰与工频短路融冰技术不足的问题，可应用到35kV及以下电压等级配电线路上，并具有实现线路不停电融冰的技术发展前景，可有效解决因线路停运带来的经济损失。

本发明技术方案：

一种配电网5kHz高频融冰电源电路，它包括：

步骤1、整流单元，电网电压经隔离变压器降压后与整流单元连接；

步骤2、H桥逆变单元，采用若干个H桥型逆变器串联形成的单相逆变器；

步骤3、R-C阻尼型LC滤波器，逆变单元输出端通过R-C阻尼型LC滤波电路后接入覆冰配电线路，滤波电路输出端输出5kHz高压交流电。

步骤1所述PWM可控整流电路，电压型PWM整流电路包括六个绝缘栅双极晶体管S₁～S₆；绝缘栅双极晶体管S₁与S₄串联，绝缘栅双极晶体管S₃与S₆串联,绝缘栅双极晶体管S₂与S₅串联。三相电压型PWM整流器网侧滤波电感L对整流器在运行过程中产生的高次谐波分量具有滤除的作用，直流侧电容C_dc作为储能元件，可以减少开关动作时直流电压中的纹波，另一方面当负载发生变化时，可以维持输出直流电压的波动在一定的范围内。

步骤2所述H桥逆变单元，逆变输出单元电路为IGBT构成的H桥逆变器，若干个H桥型逆变器串联形成单相逆变器，(H₁～H_N)为基本H桥单元。这种拓扑结构能够输出多电平，减少输出波形的谐波量，可根据需要融冰线路的长度、线路的电压等级、融冰电源的输出电压或容量决定所需要的H桥逆变器个数，方便了高频电源输出滤波器设计。