專利背景
輸電線路在冬季覆冰嚴重威脅電力系統的安全運行。由於導線上增加了冰載荷,對導線、鐵塔和金具都會帶來一定的機械損壞,覆冰嚴重時會斷線、倒桿塔,導致大面積停電事故,對國民經濟造成重大損失。
隨著全球氣候的不斷惡化,冰災對輸電線路造成的危害越發嚴重。特別是2008年初的
冰災,對中國電網造成了巨大的損失。
中國國內外研究融凍的幾種思路為:將電能轉化為熱能融冰;將電能轉化為機械能以破壞輸電線上的覆凍的物理結構,達到使覆冰脫落的目的;直接破壞物理結構的機械法除冰。
中國自上世紀70年代以來就一直在220千伏以下線路上採用交流短路方法對嚴重覆冰線路進行融冰,對防止冰災起到了一定的作用。由於交流融冰需要很高的熱量,且交流線路存在電抗,致使220千伏及以下線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實際融冰功率的5-10倍;對於500千伏以上超高壓和特高壓交流輸電線路融冰時要求的融冰電源容量是線路實際融冰功率的10-20倍。在實施交流電流短路融冰時往往存在融冰電源容量遠遠不足的問題。因此,對於500千伏或更高電壓等級輸電線來說,由於難以找到滿足要求的融冰電源,採用交流短路融冰方案不可行。
由於交流短路融冰法的局限,國際上自上世紀80年代開始就一直在探討直流融凍的可能和開發直流融冰裝置。1998年的北美冰風暴災難後,魁北克水電局與AREVA公司合作開發了一套直流融冰裝置,該裝置裝設於魁北克的Lévis變電站,2008年完成現場調試。但是到2011年11月前為止,該裝置還沒有用於過實際融冰。
2008年冰災後,中國電力科技工作者自主進行了直流融冰技術及裝置的研發,成功研發出了具有完全自主智慧財產權的大功率直流融冰裝置,主要包括帶專用整流變壓器、不帶專用整流變壓器和車載移動式等多種型式,進而在全國進行了推廣套用。
2011年1月,受持續低溫雨雪凝凍天氣影響,南方電網供電區域內貴州大部分地區、廣西桂北地區、廣東粵北地區和雲南滇東北地區的輸變電設施相繼出現覆冰險情,先後導致1414條10千伏及以上線路、70個35千伏及以上變電站停運。2011年次冰災是繼2008年之後南方電網遭遇的又一次特重冰災。但與2008年多條線路斷線倒塔、500千伏主網架遭受重創、電網多處解列或孤網運行、大量減供負荷相比,該次冰災期間未發生220千伏及以上線路倒塔事故,未發生縣級及以上城市停電事故,確保了電網安全穩定運行和電力正常供應。2011年冰災中,南方電網已經安裝的19套直流融冰裝置首次得到了全面實戰檢驗,發揮了巨大的作用,累計對110千伏及以上線路融冰227次,其中500千伏線路40餘次。
鑒於直流融冰裝置實際套用效果,中國電網企業從2011年開始又進行了新一輪的大規模推廣套用。
2009-2011年覆冰期中的實際套用中發現2011年11月前直流融冰裝置存在需要最佳化的地方:①換流器中飽和電抗器噪聲較大;②對短線路融冰出現電流斷續;③需要接入輸電線路才能進行融冰裝置通流試驗,既受電網運行方式限制,也給電網的正常運行造成影響。
發明內容
專利目的
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》的目的在於考慮上述問題而提供一種大大降低直流融冰裝置運行時的噪聲,使其多種模式能夠實現相互自動轉換,不需要接入輸電線路即可完成直流融冰裝置的通流試驗,有效地解決日常運行維護問題的多功能直流融冰自動轉換電路。《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》設計合理,方便實用。
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》的另一目的在於提供一種操作簡單,使用方便的多功能直流融冰自動轉換電路的轉換方法。
技術方案
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》的多功能直流融冰自動轉換電路,包括有至少一個由如下構件組成的分轉換電路,該分轉換電路包括有不帶飽和
電抗器的六脈動換流器R,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c,三相刀閘Sac1、Sac2和Sac3,單相刀閘SV1、SV2、SV3、SV4和SV5。分轉換電路中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R與電抗器L1a、Lb、Lc相連,與電抗器L2a、L12b、L2c相連;電抗器L2a、L2b、L2c通過三相刀閘Sac1與電抗器L1c、L1b、L1a分別對應相連;三相刀閘Sac3一端與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R一端相連,另一端短接;三相刀閘Sac2一端與電抗器L2a、L2b、L2c相連,另一端短接;單相刀閘SV1、SV2、SV3與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R中閥臂V1、V2、V3、V4、V5、V6相連,SV4連線於電抗器L2b和L2c相間,SV5連線於電抗器L2a和L2c相間。
上述轉換電路中的六脈動換流器R不帶飽和電抗器。
上述轉換電路中電抗器L1a、L1b和L1c的電感值為電抗器L2a、L2b、L2c的0.05-0.2倍,電抗器L1a、L1b和L1c的額定電流值按融冰模式要求設計,電抗器L2a、L2b、L2c的額定電流值按晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管投切電抗器(TSR)模式要求設計。
上述多功能六脈動直流融冰自動轉換電路包括有一個分轉換電路、直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac3短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac2短接端相連;分轉換電路通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏母線相連,刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及換流器交流側電流信號Iva、Ivb、Ivc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
上述多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個首尾串聯連線的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,且兩個分轉換電路連線中點接地,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1和TC2中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R通過三相刀閘Sac3短接端首尾相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連。刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn、Idgn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
上述多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有兩個並聯的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac3短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連。刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
上述多功能並聯型和串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路運行於融冰模式時為12脈動。
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》多功能自動轉換電路的轉換方法,包括如下轉換模式:
1)一去一回直流融冰模式(即A-B相導線串聯融冰):三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式(即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰):三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器(TCR)模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器(TSR)模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
上述一去一回直流融冰模式、二去一回直流融冰模式、開路試驗模式和零功率試驗模式中,電抗器L1a、L1b和L1c作為換相電抗器運行,電抗器L2a、L2b和L2c作為平波電抗器運行。
上述晶閘管投切電抗器(TSR)模式中,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c作為投切電抗器運行。
改善效果
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》由於採用換流器中帶有平波電抗器的結構,不需要接入輸電線路即可完成直流融冰裝置的通流試驗,並使得直流融冰裝置在不融冰時可轉換為晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管控制電抗器(TSR)運行。該發明直流融冰裝置中的換流器不帶飽和電抗器,大大降低直流融冰裝置運行時的噪聲;通過設定隔離刀閘,使得晶閘管控制電抗器、直流融冰及其等效試驗功能等多種模式能夠實現相互自動轉換;不需要接入輸電線路即可完成直流融冰裝置的通流試驗,有效地解決日常運行維護的問題。該發明能夠實現晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管控制電抗器(TSR)、直流融冰及其等效試驗功能相互自動轉換的電路,適用於高壓及特高壓電網輸電線路的融冰,該發明的多功能直流融冰自動轉換電路設計合理,方便實用。該發明的多功能直流融冰自動轉換電路的轉換方法操作簡單,使用方便。
附圖說明
圖1為《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》多功能直流融冰自動轉換電路中的一個分轉換電路。
圖2為該發明包括有一個分轉換電路的多功能六脈動直流融冰自動轉換電路的原理接線圖。
圖3為該發明包括有兩個分轉換電路串聯的多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路的原理接線圖。
圖4為該發明包括有兩個分轉換電路並聯的多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路的原理接線圖。
圖5為該發明包括有一個分轉換電路的多功能六脈動直流融冰自動轉換電路接在220千伏主變10千伏側的實施例。
圖6為該發明包括有一個分轉換電路的多功能六脈動直流融冰自動轉換電路接在500千伏主變35千伏側的實施例。
圖7為該發明包括有兩個分轉換電路串聯的多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路接在220千伏主變10千伏側的實施例。
圖8為該發明包括有兩個分轉換電路串聯的多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路接在500千伏主變35千伏側的實施例。
圖9為該發明包括有兩個分轉換電路串聯的多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路接在500千伏主變220千伏側的實施例。
圖10為該發明包括有兩個分轉換電路並聯的多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路接在500千伏主變35千伏側的實施例。
圖1至圖10中Uab、Ubc、Uca為10千伏或35千伏或220千伏母線三相電壓,Iva、Ivb、Ivc、Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc為換流器交流側電流,Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc為整流變網側電流,Idp、Idn和Idgn直流側電流,Udp、Udn為直流側電壓,K為交流側隔離刀閘,QF為交流側斷路器,K1為交流側隔離刀閘,QF1為交流側斷路器,F為濾波器組。
技術領域
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》是一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法,特別是一種涉及能夠實現
晶閘管控制電抗器(TCR)、晶閘管投切電抗器(TSR)、直流融冰及其等效試驗功能相互自動轉換的電路及其轉換方法,屬於高壓及特高壓電網輸電線路直流融冰套用的創新技術。
權利要求
1.一種多功能直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有至少一個由如下構件組成的分轉換電路,該分轉換電路包括有不帶飽和電抗器的六脈動換流器R,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c,三相刀閘Sac1、Sac2和Sac3,單相刀閘SV1、SV2、SV3、SV4和SV5;分轉換電路中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R與電抗器L1a、Lb、Lc相連,與電抗器L2a、L12b、L2c相連;電抗器L2a、L2b、L2c通過三相刀閘Sac1與電抗器L1c、L1b、L1a分別對應相連;三相刀閘Sac3一端與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R一端相連,另一端短接;三相刀閘Sac2一端與電抗器L2a、L2b、L2c相連,另一端短接;單相刀閘SV1、SV2、SV3與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R中閥臂V1、V2、V3、V4、V5、V6相連,SV4連線於電抗器L2b和L2c相間,SV5連線於電抗器L2a和L2c相間。
2.根據權利要求1所述的多功能直流融冰自動轉換電路,其特徵在於上述六脈動換流器R為不帶飽和電抗器。
3.根據權利要求1所述的多功能直流融冰自動轉換電路,其特徵在於上述轉換電路中電抗器L1a、L1b和L1c的電感值為電抗器L2a、L2b、L2c的0.05-0.2倍,電抗器L1a、L1b和L1c的額定電流值按融冰模式要求設計,電抗器L2a、L2b、L2c的額定電流值按晶閘管控制電抗器(TCR)或晶閘管投切電抗器(TSR)模式要求設計。
4.根據權利要求1至3任一項所述的多功能六脈動直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有一個分轉換電路、直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac3短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac2短接端相連;分轉換電路通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏母線相連,刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及換流器交流側電流信號Iva、Ivb、Ivc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
5.根據權利要求1至3任一項所述的多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有兩個首尾串聯連線的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,且兩個分轉換電路連線中點接地,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1和TC2中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R通過三相刀閘Sac3短接端首尾相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連;刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn、Idgn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
6.根據權利要求1至3任一項所述的多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有兩個並聯的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac3短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連;刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
7.根據權利要求5至6的多功能並聯型和串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路運行於融冰模式時為12脈動。
8.一種根據權利要求1至7所述的多功能直流融冰自動轉換電路的轉換方法,其特徵在於包括如下轉換模式:
1)一去一回直流融冰模式(即A-B相導線串聯融冰):三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式(即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰):三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器(TCR)模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器(TSR)模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
9.根據權利要求8所述的多功能直流融冰自動轉換電路的轉換方法,其特徵在於上述一去一回直流融冰模式、二去一回直流融冰模式、開路試驗模式和零功率試驗模式中,電抗器L1a、L1b和L1c作為換相電抗器運行,電抗器L2a、L2b和L2c作為平波電抗器運行。
10.根據權利要求8所述的多功能直流融冰自動轉換電路的轉換方法,其特徵在於上述晶閘管控制電抗器(TCR)模式中,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c作為相控電抗器運行;上述晶閘管投切電抗器(TSR)模式中,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c作為投切電抗器運行。
實施方式
操作內容
《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》的結構示意圖如圖1至圖8所示,《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》的多功能直流融冰自動轉換電路,包括有至少一個由如下構件組成的分轉換電路,該分轉換電路包括有不帶飽和電抗器的六脈動換流器R,電抗器L1a、L1b和L1c,電抗器L2a、L2b和L2c,三相刀閘Sac1、Sac2和Sac3,單相刀閘SV1、SV2、SV3、SV4和SV5。分轉換電路中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R與電抗器L1a、Lb、Lc相連,與電抗器L2a、L12b、L2c相連;電抗器L2a、L2b、L2c通過三相刀閘Sac1與電抗器L1c、L1b、L1a分別對應相連;三相刀閘Sac3一端與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R一端相連,另一端短接;三相刀閘Sac2一端與電抗器L2a、L2b、L2c相連,另一端短接;單相刀閘SV1、SV2、SV3與不帶飽和電抗器的六脈動換流器R中閥臂V1、V2、V3、V4、V5、V6相連,SV4連線於電抗器L2b和L2c相間,SV5連線於電抗器L2a和L2c相間。
上述多功能六脈動直流融冰自動轉換電路包括有一個分轉換電路、直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac3短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路中三相刀閘Sac2短接端相連;分轉換電路通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏母線相連,刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及換流器交流側電流信號Iva、Ivb、Ivc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
上述多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個首尾串聯連線的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,且兩個分轉換電路連線中點接地,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1和TC2中不帶飽和電抗器的六脈動換流器R通過三相刀閘Sac3短接端首尾相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連。刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn、Idgn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
上述多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路,其特徵在於包括有兩個並聯的分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2,直流側轉換刀閘Sdc1、Sdc2、Sdc3和SVdc4,隔離刀閘K,斷路器QF,以及控制保護系統CP,分轉換電路TC1與Y/Y聯結變壓器T1相連,分轉換電路TC2與Y△聯結變壓器T2相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;分轉換電路TC1中三相刀閘Sac3短接端和分轉換電路TC2中三相刀閘Sac3短接端相連;直流側轉換刀閘Sdc1和Sdc2並聯後與分轉換電路TC1中三相刀閘Sac2短接端相連;單相刀閘Sdc3和Sdc4並聯後與分轉換電路TC2中三相刀閘Sac2短接端相連;Y/Y聯結變壓器T1、Y/△聯結變壓器T2通過隔離刀閘K和斷路器QF與變電站35千伏或10千伏或220千伏母線相連。刀閘Sac1、Sac2、Sac3、K、SV1、SV2、SV3、SV4、SV5、Sdc1、Sdc2、Sdc3、Sdc4和斷路器QF的位置信號及整流變閥側電流信號Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc及網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc及直流側電流信號Idp、Idn及直流側電壓信號Udp、Udn及六脈動換流器R的監測信號接入控制保護系統CP;控制保護系統CP發出刀閘和斷路器QF的分合命令及發出六脈動換流器R的控制和觸發命令。
實施案例
實施例1:
該實施例中,上述多功能六脈動直流融冰自動轉換電路包括有一個分轉換電路,通過交流側隔離刀閘K及斷路器QF接於220千伏主變10千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過
隔離刀閘K1和斷路器QF1接在10千伏母線上,如圖5所示。
10千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、換流器交流側電流Iva、Ivb、Ivc、直流側電流Idp、Idn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器(TCR)、
晶閘管投切電抗器TSR、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
實施例2:
該實施例中,上述多功能六脈動直流融冰自動轉換電路包括有一個分轉換電路,通過交流側隔離刀閘K及斷路器QF接於500千伏主變35千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過隔離刀閘K1和斷路器QF1接在35千伏母線上,如圖6所示。
35千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、換流器交流側電流Iva、Ivb、Ivc、直流側電流Idp、Idn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器TCR、晶閘管投切電抗器TSR、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
實施例3:
該實施例中,上述多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,通過三相雙繞組整流變壓器T1和T2、隔離刀閘K及斷路器QF接於220千伏主變10千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過隔離刀閘K1和斷路器QF1接在10千伏母線上,如圖7所示。
10千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、整流變閥側電流Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc、整流變網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc、直流側電流Idp、Idn、Idgn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器TCR、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
實施例4:
該實施例中,上述多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,通過三相雙繞組整流變壓器T1和T2、隔離刀閘K及斷路器QF接於500千伏主變35千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過隔離刀閘K1和斷路器QF1接在35千伏母線上,如圖8所示。
35千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、整流變閥側電流Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc、整流變網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc、直流側電流Idp、Idn、Idgn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器TCR、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
實施例5:
該實施例中,上述多功能串聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,通過三相三繞組整流變壓器T1和T2、隔離刀閘K及斷路器QF接於500千伏主變220千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過隔離刀閘K1和斷路器QF1接在整流變壓器第三繞組上,如圖9所示。
220千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、整流變閥側電流Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc、整流變網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc、直流側電流Idp、Idn、Idgn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器TCR、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
實施例6:
該實施例中,上述多功能並聯型十二脈動直流融冰自動轉換電路包括有兩個分轉換電路,分別為分轉換電路TC1及分轉換電路TC2,通過三相三繞組整流變壓器T1和T2、隔離刀閘K及斷路器QF接於500千伏主變35千伏側,濾波器組F進行無功補償和諧波抑制,通過隔離刀閘K1和斷路器QF1接在整流變壓器第三繞組上,如圖10所示。
35千伏母線三相電壓Uab、Ubc、Uca、整流變閥側電流Iyva、Iyvb、Iyvc、Idva、Idvb、Idvc、整流變網側電流Iya、Iyb、Iyc、Ida、Idb、Idc、直流側電流Idp、Idn、直流側電壓Udp、Udn、換流器監測信號、刀閘監測信號、斷路器監測信號等接入控制保護系統CP,刀閘、斷路器和換流器控制命令由控制保護系統CP發出。其晶閘管控制電抗器(TCR)、直流融冰及其等效試驗功能等各種模式中的實現方案是:
1)一去一回直流融冰模式,即A-B相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc2閉合,Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
2)二去一回直流融冰模式,即AB相導線並聯後再與C相導線串聯融冰:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2和Sdc4閉合,Sdc3斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
3)開路試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
4)零功率試驗模式:三相刀閘Sac1斷開,Sac2和Sac3閉合;單相刀閘SV1、SV2和SV3斷開,SV4和SV5閉合,Sdc1和Sdc4斷開,Sdc2和Sdc3閉合;交流側隔離刀閘K和斷路QF器閉合;
5)晶閘管控制電抗器TCR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合;
6)晶閘管投切電抗器TSR模式:三相刀閘Sac1閉合,Sac2和Sac3斷開;單相刀閘SV1、SV2和SV3閉合,SV4和SV5斷開,Sdc1、Sdc2、Sdc3和Sdc4斷開;交流側隔離刀閘K和斷路器QF閉合。
榮譽表彰
2016年12月7日,《一種多功能直流融冰自動轉換電路及其轉換方法》獲得第十八屆中國專利優秀獎。